Livebook で Zig を実行する

はじめに

Zigは、堅牢、最適、および再利用可能なソフトウェアをメンテナンスするための汎用プログラミング言語およびツールチェインです

引用元

Zigler を使うことで、 Elixir から Zig のコードを呼び出すことができます

本記事では Livebook で Zigler を使い、 Zig のコードを実行します

実装したコードはこちら

前提条件

実行環境には Zig をインストールしておきます

セットアップ

セットアップセルで Zigler をインストールします

Mix.install([
  {:zigler, "~> 0.13.3"}
])

Zig モジュールの定義

Zig 実行用のモジュールを定義します

defmodule ExampleZig do
  use Zig, otp_app: :zigler

  ~Z"""
  const std = @import("std");
  const beam = @import("beam");

  pub fn add(a: i32, b: i32) i32 {
    return a + b;
  }

  pub fn multiply(a: i32, b: i32) i32 {
      return a * b;
  }

  pub fn sort(slice: []i32) []i32 {
    std.mem.sort(i32, slice, {}, comptime std.sort.asc(i32));
    return slice;
  }

  pub fn hello(name: []const u8) ![]u8 {
    const greeting = "Hello, ";
    const total_len = greeting.len + name.len;
    var buffer = try beam.allocator.alloc(u8, total_len);

    @memcpy(buffer[0..greeting.len], greeting);
    @memcpy(buffer[greeting.len..], name);

    return buffer;
  }
  """
end

~Z のシギル 内に Zig のコードを書きます

メモリ割り当てには beam.allocator を利用します

コードを実行すると、以下のような標準出力が表示されます

01:57:49.573 [info] searching for zig in /home/livebook/.cache/zigler/zig-linux-aarch64-0.13.0/zig

01:57:49.573 [info] system zig found in /usr/local/zig-linux/zig

01:57:49.573 [debug] running command: /usr/local/zig-linux/zig fmt /tmp/Elixir.ExampleZig/build.zig

01:57:49.583 [debug] wrote build.zig to /tmp/Elixir.ExampleZig/build.zig

01:57:49.600 [info] searching for zig in /home/livebook/.cache/zigler/zig-linux-aarch64-0.13.0/zig

01:57:49.601 [info] system zig found in /usr/local/zig-linux/zig

01:57:49.601 [debug] running command: /usr/local/zig-linux/zig run -lc --dep analyte -Mmain=/home/livebook/.cache/mix/installs/elixir-1.17.2-erts-15.0/7151676201b96057dc15ed4fdc619273/_build/dev/lib/zigler/priv/beam/sema.zig -Merl_nif=/home/livebook/.cache/mix/installs/elixir-1.17.2-erts-15.0/7151676201b96057dc15ed4fdc619273/_build/dev/lib/zigler/priv/beam/stub_erl_nif.zig --dep erl_nif -Mbeam=/home/livebook/.cache/mix/installs/elixir-1.17.2-erts-15.0/7151676201b96057dc15ed4fdc619273/_build/dev/lib/zigler/priv/beam/beam.zig -Mattributes=/tmp/Elixir.ExampleZig/attributes.zig --dep erl_nif --dep beam --dep attributes -Manalyte=/home/livebook/.local/share/livebook/autosaved/2024_12_27/01_36_j6eb/.Elixir.ExampleZig.zig

01:57:50.389 [info] searching for zig in /home/livebook/.cache/zigler/zig-linux-aarch64-0.13.0/zig

01:57:50.389 [info] system zig found in /usr/local/zig-linux/zig

01:57:50.389 [debug] running command: /usr/local/zig-linux/zig fmt /tmp/Elixir.ExampleZig/module.zig

01:57:50.394 [debug] wrote module code to /tmp/Elixir.ExampleZig/module.zig

01:57:50.395 [info] searching for zig in /home/livebook/.cache/zigler/zig-linux-aarch64-0.13.0/zig

01:57:50.395 [info] system zig found in /usr/local/zig-linux/zig

01:57:50.395 [debug] running command: /usr/local/zig-linux/zig build -Doptimize=Debug --prefix /home/livebook/.cache/mix/installs/elixir-1.17.2-erts-15.0/7151676201b96057dc15ed4fdc619273/_build/dev/lib/zigler/priv

01:57:51.511 [debug] built library at /home/livebook/.cache/mix/installs/elixir-1.17.2-erts-15.0/7151676201b96057dc15ed4fdc619273/_build/dev/lib/zigler/priv/lib/Elixir.ExampleZig.so

01:57:51.549 [debug] loaded module at Elixir.ExampleZig

Zシギル内に定義したコードを元として NIF が生成、ビルドされ、 NIF のロードまで実行されています

定義したモジュールは普通の Elixir モジュールと同じように呼び出すことができます

ExampleZig.add(3, 4)

実行結果

7

ExampleZig.multiply(3, 4)

実行結果

12

ExampleZig.sort([8, 5, 6, 2])

実行結果

[2, 5, 6, 8]

ExampleZig.hello("Zig")

実行結果

"Hello, Zig"

まとめ

NIF を作るときのややこしい部分を Zigler が全てやってくれるので、簡単に Elixir から Zig のコードを実行できました