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Haskell - GHC for iOS : 既存のSwiftプロジェクトにHaskellで作った関数をさくっと組み込む

Last updated at Posted at 2016-04-23

この記事は

この記事の目標は

ものすごく簡単な関数をHaskellで書いて、それをSwiftから呼び出せるようにしてみます。

今回呼び出す関数は

plus10 :: Int -> IO Int
plus10 i = do
    putStrLn "Called!"
    return $ i + 10

です。なんもしない関数ですね。成功すればstdoutに"Called!"が出るはずです。

まずはお決まりのghc-ios用xcodeプロジェクトの設定

HaskelliOS.xcconfigをプロジェクトにコピーします。

Info -> Configurations を両方HaskelliOSに変更

20150126205627.png

PROJECT -> Build Settings -> Architectures -> Build Active Architecture OnlyをすべてNO

20150126205617.png

そして追加で libconv*.dylibを追加

libconvがないとリンカが通らないので適当にlibconv*.dylibをすべて追加しておきます。

20150330232339.png

20150330232406.png

まずはghc-iosでバイナリとスタブヘッダを作ります。

ソースコードはFFIを使ってこんな感じに:

{-# LANGUAGE ForeignFunctionInterface #-}
module Counter where
import Control.Monad

foreign export ccall plus10 :: Int -> IO Int

plus10 :: Int -> IO Int
plus10 i = do
    putStrLn "Called!"
    return $ i + 10

という感じでplus10foreign export ccallしておきます。そうするとこの関数の呼び出しがスタブヘッダに出てきます。モジュール名は適当です。ghc-iosの例をそのまま改変したのでモジュール名が残っています。

HaskellプロジェクトはXcodeのプロジェクトルート直下にディレクトリを掘ってその中にIntelliJプロジェクトまるごと入れておくと全部簡単にGithubにプッシュできておすすめです。

これをビルドしてhoge.aファイルとhoge_stub.hを作ります。

$ ghc-ios src/*.hs
[1 of 1] Compiling Counter          ( src/Main.hs, build/arm/Counter.o )
Linking build/arm/Main.a ...
[1 of 1] Compiling Counter          ( src/Main.hs, build/i386/Counter.o )
Linking build/i386/Main.a ...

これで出来上がりです。

ビルドしたものをXcodeにコピーします。

20150330233151.png

使えるようにincludeします。

普通にSwiftからはimportできないのでブリッジヘッダにimportをします。

ブリッジヘッダの名前は<プロジェクト名>-Bridging-Header.hとします。

20150330233250.png

#ifndef FlatReversi_FlatReversi_Bridging_Header_h
#define FlatReversi_FlatReversi_Bridging_Header_h

#import "intrinsics.h"
#import "HsFFI.h"
#import "Counter_stub.h"

#endif

こんな感じでHsFFI.hCounter_stub.h(ファイル名は環境に合わせてください)をインポートします。

HsFFI.hはHaskellシステムを初期化するコードの呼び出しに必要です。

hs_initを呼び出してHaskellシステムを初期化する。

hs_initを呼び出すまではHaskellの関数を呼び出すことはできません。万が一呼び出すとそのままエラーメッセージとともに停止します。

呼び出す場所はなるべくアプリケーションの初期化場所に近いところがいいのですが、それほど初期化地点に拘る必要は今のところありません。最初のHaskell関数の呼び出し前であればどこでも構いません。なのでAppDelegateの中で呼び出すのがよいでしょう。

import UIKit

@asmname("hs_init")
    func hs_init(UnsafePointer<String>, UnsafePointer<Int>)

@UIApplicationMain
class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {

    var window: UIWindow?


    func application(application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [NSObject: AnyObject]?) -> Bool {
        // Override point for customization after application launch.
        hs_init(nil, nil);
        NSLog("hs_init initialized!");
        return true
    }
...

という感じで (1) hs_initをSwift内で使えるように宣言し、(2) 実際に呼び出しをします。

@asmnameでC関数を使えるようにします。asmname()のカッコの中にはCヘッダ内の関数の名前を、その次の行にはその関数をどのようにSwift内にエクスポートするかを指定します。

hs_initはHsFFI.hでみてみると

extern void hs_init     (int *argc, char **argv[]);

なので、第一引数はUnsafeMutablePointer<int>とします。第二引数はUnsafeMutablePointer<String>とします。constついていないのでMutableにします。

hs_init(nil, nil)で呼び出します。なのでMutableは(結局)どっちでも大丈夫です。なんやねん。

作った関数plus10を呼び出す。

同じ要領で上で書いた関数を呼び出してみます。再掲すると

plus10 :: Int -> IO Int
plus10 i = do
    putStrLn "Called!"
    return $ i + 10

です。Swift風に言うと型はInt -> Intです。なので

20150330235051.png

import Foundation

@asmname("plus10")
    func plus10(Int) -> Int

class SearchEvalPlayer: ComputerPlayer {

とグローバルで関数を宣言します。

使う場所では普通の関数とかわりなく使えます(この例では返り値使ってないですね)。

20150330235149.png

    override func think() {
        NSLog("Start thinking")

        plus10(20)

        var retx = 0
        var rety = 0
...

と呼び出します。

20150330235255.png

できた!

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