Использование Prolog совместно с другими ЯП

Использование Prolog совместно с другими ЯП.



Понятие Dll.



   Вспомним процесс программирования в DOS. Преобразование исходного текста в машинный код включал в себя 2 процесса: компиляцию и линковку. Во время линковки в код программы помещались не только объявления функций и процедур, но и их полный код.

   В многозадачной среде подобный подход был бы весьма расточителен, так как огромное количество функций, отвечающих за прорисовку элементов пользовательского интерфейса, за обращение к системным ресурсам и т.п. дублировались в каждой программе. В качестве решения возникшей проблемы была предложена концепция динамической компоновки (см. рис. 1).  



рис 1.



   DLL (библиотека динамической связи) – файл, выступающий в качестве коллективной библиотеки предикатов, которые могут быть использованы одновременно в нескольких приложениях. Prolog способен генерировать DLL, включать DLL статически и загружать динамически. 



Вызов в программе на VP процедур и функций на других языках.



   Прежде чем вызвать процедуры и функции на других языках их нужно объявить как внешний предикат, упомянув, что он осуществляется на другом языке. При этом необходимо знать количество и порядок входных параметров:



GLOBAL PREDICATES

   procedure add(integer A, integer B, integer C) – (i,i,o) language pascal

 

   Замечание: обратите внимание, что в VP явно указывается язык процедуры



Передача входных/выходных параметров и возвращение значений.



   Размер входных параметров определен однозначно и зависит только от объявленного типа. Выходной параметр – 32 битный указатель на область памяти, где хранится выходное значение.

   Следует отметить, что функции на Pascal не могут возвращать значения в формате чисел с плавающей точкой, а функции C - структуры (но могут, конечно, возвращать указатели на них).



Многочисленные декларации.



  Предикат VP может иметь различные комбинации входных/выходных параметров, и для каждой из них необходима отдельная процедура. Идентификаторы, используемые в Prolog должны совпадать с идентификаторами в библиотеке + суффикс _X, где X – целое число (порядковый номер процедуры, нумерация начинается с 0). Если существует только один вариант, то суффикс отсутствует. Рассмотрим пример:

      

       GLOBAL PREDICATES 

     subtraction(integer, integer, integer) – (i,i,o), (i,o,i), (o,i,i), (i,i,i) language C

     change(integer, integer) – (i,o) language C

   GOAL

      subtraction(2,2,X), write(“2-2=”,X), nl,

      subtraction(2,Y,5), write(“2-5=”,Y), nl,

      subtraction(Z,5,4), write(“5-4=”,X), nl,

      subtraction(2,2,5), write(“2-2 равно 5”), nl,

      change(5, Ch), write(Ch).



Модуль, связываемый с этой программой должен содержать процедуры:

 

        subtraction_0 (int x, int y, int *z)

    {*z=x-y;}

        subtraction_1 (int x, int *y, int z)

    {*y=x-z;}

    subtraction_2 (int *x, int y, int z)

    {*x=y-z;}

       subtraction_3 (int x, int y, int z)

    {if ((x-y)!=z)RUN_Fail();}

   change(int a, int *b)

    {*b=a;}



   Примечание: если процедура написана на языке C, то параметры заносятся в стек в обратном порядке (после возврата значений указатель автоматически корректируется VP), в противном случае, параметры заносятся в стек в нормальном порядке (см. таблицу 1). 



Форматы объектных файлов в Win32. 



   Под Win32 используется 2 формата объектных файлов: OMF (объектно-модульный формат – используется, например, Borland C++ ) и COFF (Общий объектно-файловый формат, используется, например, Visual C++ ).

При использовании файла в формате OMF имя предиката должно совпадать с именем функции.

При использовании файла в формате COFF, к имени предиката добавляется знак подчеркивания, и после символа @ указывается количество байт, добавленных в стек (например, если предикат name имеет 2 целых аргумента, то он должен быть объявлен как _name@8 (см. таблицу 1)).



Установка указателя на стек.



   Существует два способа установки указателя на стек: при объявлении функции и при ее вызове. Так сложилось, что Pascal устанавливает указатель при объявлении функции, а С – при вызове (см. таблицу 1).





Конвертирует имена в верхний регистр.

 Порядок аргументов прямой.

Устанавливает указатель на стек при объявлении.

Необходимость конвертировать имена в формат COFF.

C

-

-

-



pascal

+

+

+



stdcall



+

-

+

syscall



+

+

-



Таблица 1: вызов модулей из VP.



Неавтоматическое обозначение внешних предикатов.



   Идентификатор процедуры или функции в VP не обязательно должен совпадать с идентификатором во внешнем модуле. В этом случае объявление  такого предиката имеет вид:



   GLOBAL PREDICATES

    add(integer, integer, integer) – (i,o) language c as “_myadd@12”



Эквивалентность типов.



   Большинство простых типов переменных в VP имеют эквиваленты в других языках программирования, однако размер резервируемой для них памяти может не совпадать (см. таблицу 2). 



Тип переменной

Размер (Win32).

char, byte

1 байт

short, word

2 байт

long, dword

4 байт

unsigned, integer

4 байт

Real

8 байт

Ref

4 байт





















Таблица 2: размер переменных в VP.





Обработка списков.



   Ниже приведен пример программы, преобразующей список в массив, и затем вновь возвращающей данные в список. 

   Программа ListToArray на языке С преобразует список целых чисел в массив, записывает в стек элементы массива и возвращает количество элементов (массив и количество элементов передаются в программу как параметры). 

   Преобразование списка проходит в 2 этапа:

Просматривается список и находится количество элементов в нем.

Целые числа из списка заносятся в массив, состоящий из известного количества элементов.



/* Program lstar_p.pro */

project "lstar"

global domains

ilist = integer*

global predicates

inclist(ilist,ilist) - (i,o) language c

goal

inclist([1,2,3,4,5,6,7],L), write(L).



/* Program lstar_c.c */

	#define	listfno  1

	#define	nilfno   2

typedef unsigned char BYTE;

void *MEM_AllocGStack(unsigned);

	typedef struct ilist {

BYTE Functor;

int Value;

struct ilist *Next;

} INTLIST;

	int ListToArray(INTLIST *List,int **ResultArray)

	{

INTLIST *SaveList = List;

int *Array, len;

register int *ArrP;

register int i;

/* количество элементов в списке */

i = 0;

while ( List->Functor == listfno ) {

  i++;

  List = List->Next;

}

len = i;

	Array = MEM_AllocGStack(i*sizeof(int));

ArrP = Array;

/* перемещение элементов списка в массив */

	List = SaveList;

	while ( i != 0 ) {

	  *ArrP++ = List->Value;

	  List = List->Next;

	  i--;

}

*ResultArray = Array;

return(len);

}

	void ArrayToList(register int *ArrP,register int n,
register INTLIST **ListPP)

	{

while ( n != 0 ) {

  *ListPP = MEM_AllocGStack(sizeof(INTLIST));

  (*ListPP)->Functor = listfno;

  (*ListPP)->Value = *ArrP++;

  ListPP = &(*ListPP)->Next;

  n--;

}

*ListPP = MEM_AllocGStack(sizeof((*ListPP)->Functor));
	/* конец списка */

(*ListPP)->Functor = nilfno;

}

	void inclist(INTLIST *InList,INTLIST **OutList)

	{

register int *ArrP, i, len;

int *Array;

len = ListToArray(InList,&Array);

ArrP = Array;

for ( i = 0; i < len; i++)

  ++*ArrP++;

ArrayToList(Array,len,OutList);

}



Вызов предикатов VP.



   VP способен не только вызывать предикаты, но и предоставлять их другим программам. Ниже приведен пример вызова предиката prowin_msg из программы на С:



    /* Program hello_p.pro */

global predicates

	char prowin_msg(string) - (i) language c

hello_c - language c

clauses

	prowin_msg(S,C) :-

write(S," (press any key)"), readchar(C).

goal

prowin_msg("Hello from PDC Prolog"),

hello_c.

/* Program hello_c.c */

char prowin_msg(char *);

	void hello_c()

	{

	  while ( prowin_msg("Hello from C (press 'C')") != 'C' )

	    ;

}



2003 Pechenkin

pechenkin@pochtamt.ru

www.cs.vsu.ru/~pechenkin