Ruby語言的官方解釋程序是使用C語言開發(fā)的，一般用C語言來編寫擴(kuò)展。D語言和C語言是二進(jìn)制兼容的，所以可以使用D語言編寫Ruby擴(kuò)展。
一、移植C庫到D的一般過程
C使用頭文件來處理符號(hào)依賴，在D里面鏈接外部庫文件時(shí)，要使用extern (C)聲明來引入符號(hào)，這是一個(gè)轉(zhuǎn)換過程。
如何轉(zhuǎn)換一個(gè)C頭文件到D文件？D文檔的htomodule.html有詳盡說明。一般的轉(zhuǎn)換過程如下：
1、運(yùn)行預(yù)處理程序處理掉頭文件里面的宏。
2、刪除經(jīng)過預(yù)處理以后的多余信息。由于C的頭文件包含，每個(gè)頭文件經(jīng)過預(yù)處理以后都會(huì)包含一些重復(fù)內(nèi)容，我們需要剔除這部分內(nèi)容，通過查找行號(hào)即可完成。
3、轉(zhuǎn)換相應(yīng)聲明到D聲明，這一步可以使用一個(gè)c2h程序來完成。
注意預(yù)處理程序處理完畢以后，宏函數(shù)以及宏定義的常量會(huì)被去除，這可能不是你想要的，所以最好的辦法可能是手工轉(zhuǎn)換。
另一種調(diào)用是在D里面調(diào)用動(dòng)態(tài)鏈接庫，這需要你使用implib工具從動(dòng)態(tài)鏈接庫產(chǎn)生一個(gè).lib導(dǎo)入庫文件，然后生成D聲明，再編譯鏈接即可。如果是在linux下使用共享庫，則只需要編寫D聲明文件，然后直接鏈接即可。
二、調(diào)用C庫
轉(zhuǎn)換完畢以后，就可以調(diào)用了。如果你只是要測(cè)試一下，就可以只聲明使用過的外部函數(shù)、變量即可。
例如我們要編寫Programming Ruby里面的一個(gè)Ruby Extension例子，相應(yīng)的D代碼如下：
//
?test.d
module?test;
import?ruby;
extern
(C)
VALUE?t_init(VALUE?self)
{
??VALUE?arr?
=
?rb_ary_new();
??rb_iv_set(self,?
"
@arr
"
,?arr);
??
return
?self;
}
extern
(C)
VALUE?t_add(VALUE?self,?VALUE?anObject)
{
??VALUE?arr?
=
?rb_iv_get(self,?
"
@arr
"
);
??rb_ary_push(arr,?anObject);
??
return
?arr;
}
extern
(C){
VALUE?cTest;
alias?VALUE(
*
func_type)();
export?
void
?Init_Test()
{
??cTest?
=
?rb_define_class(
"
Test
"
,?rb_cObject);
??rb_define_method(cTest,?
"
initialize
"
,?cast(func_type)
&
t_init,?
0
);
??rb_define_method(cTest,?
"
add
"
,?cast(func_type)
&
t_add,?
1
);
}
}??
//
?extern(C)
和C代碼很相似。由于我們只使用了幾個(gè)外部函數(shù)、變量，所以只需要聲明這幾個(gè)符號(hào)即可：
//
?ruby.d
module?ruby;
extern
?(C){
????alias?
ulong
?VALUE;
????VALUE?rb_cObject;
????VALUE?rb_ary_new?();
????VALUE?rb_ary_push?(VALUE,?VALUE);
????VALUE?rb_iv_set?(VALUE,??
char
*
,?VALUE);
????VALUE?rb_iv_get?(VALUE,??
char
*
);
????VALUE?rb_define_class?(?
char
*
,VALUE);
????
void
?rb_define_method?(VALUE,?
char
*
,VALUE(
*
)(),
int
);
}
三、生成動(dòng)態(tài)鏈接庫(Windows DLL)或共享庫(Linux so文件)
D語言在Windows上編寫DLL，除了要有D源文件以外，還要有DLL定義文件：
//
?test.def
LIBRARY?????????Test
DESCRIPTION?????
'
Test?written?in?D
'
EXETYPE??NT
CODE????????????PRELOAD?DISCARDABLE
DATA????????????PRELOAD?SINGLE
這是一個(gè)通用的格式，只是一些描述信息，因?yàn)镈中可以使用export關(guān)鍵字導(dǎo)出符號(hào)，所以不需要在這里聲明導(dǎo)出函數(shù)，只有在編寫COM DLL時(shí)才會(huì)增加其它一些信息。
另外由于D語言要初始化GC以及其它一些信息，所以還需要在DllMain里面調(diào)用初始化及終止代碼。由于不同平臺(tái)的初始化過程不完全相同，這里我簡(jiǎn)單封閉了一下不同平臺(tái)的初始化代碼：
//
?os/library.d
module?os.library;
extern
(C){
??
void
?gc_init();
??
void
?gc_term();
??version(Windows)?
void
?_minit();
??
void
?_moduleCtor();
??
void
?_moduleDtor();
??
void
?_moduleUnitTests();
??version(linux)?
void
?_STI_monitor_staticctor();
??version(linux)?
void
?_STI_critical_init();
??version(linux)?
void
?_STD_monitor_staticdtor();
??version(linux)?
void
?_STD_critical_term();
}
extern
(C)
void
?d_init()
{
??
//
?writefln("Start?init?D?runtime");
??version(linux)?_STI_monitor_staticctor();
??version(linux)?_STI_critical_init();
??gc_init();
??version(Windows)?_minit();
??_moduleCtor();
??_moduleUnitTests();
??
//
?writefln("init?finished");
}
extern
(C)
void
?d_fini()
{
??
//
?writefln("Start?term?D?runtime");
??_moduleDtor();
??gc_term();
??version(linux)?_STD_critical_term();
??version(linux)?_STD_monitor_staticdtor();
??
//
?writefln("term?finished");
}
現(xiàn)在可以為Windows編寫初始化及終止代碼：
//
?os/dll.d
module?os.dll;
private
?import?os.library;
private
?import?std.c.windows.windows;
HINSTANCE?g_hInst;
extern
?(Windows)
BOOL?DllMain(HINSTANCE?hInstance,?ULONG?ulReason,?LPVOID?pvReserved)
{
??
switch
?(ulReason)
??{
????
case
?DLL_PROCESS_ATTACH:
??????d_init();
??????
break
;
????
case
?DLL_PROCESS_DETACH:
??????d_fini();
??????
break
;
????
case
?DLL_THREAD_ATTACH:
????
case
?DLL_THREAD_DETACH:
??????
//
?Multiple?threads?not?supported?yet
??????
return
?
false
;
??}
??g_hInst
=
hInstance;
??
return
?
true
;
}
由于Linux共享庫并沒有標(biāo)準(zhǔn)的入口函數(shù)(或是我不知道它)，這里使用gcc擴(kuò)展的初始、終止代碼，不過是以C語言實(shí)現(xiàn)的：
//
?os/so.c
#include?
<
ruby.h
>
static
?
void
?so_init(
void
)?__attribute__((constructor));
static
?
void
?so_fini(
void
)?__attribute__((destructor));
extern
?
void
?d_init(
void
);
extern
?
void
?d_fini(
void
);
void
?so_init(
void
)
{
??d_init();
}
void
?so_fini(
void
)
{
??d_fini();
}
現(xiàn)在可以嘗試編譯鏈接，在Linux上編譯命令如下：
gcc?
-
o?os
/
so.o?
-
c?os
/
so.c?
-
I?
/
usr
/
lib
/
ruby
/
1.8
/
i686
-
linux?
gdc?
-
o?Test.so?test.d?os
/
so.o?ruby.d?
-
shared?
-
fPIC?
-
lruby
你可以在irb下測(cè)試：
require?
'
Test
'
test?
=
?Test.
new
test.add(
1
)
test.add(
2
)
test.add(
"
a
"
)
可以看到add總是返回一個(gè)array，與期望結(jié)果一致。
使用gdc是因?yàn)閐md在linux上無法生成共享庫。
在Windows上的編譯命令如下：
dmd?
-
oftest.dll?test.d?test.def?ruby18.lib?os
/
dll.d?os
/
library.d
ruby18.lib是使用implib從msvcrt-ruby18.dll導(dǎo)出的，這個(gè)編譯過程很順利，不過不幸的是它運(yùn)行有一些問題，大概是一些初始值錯(cuò)誤，我暫時(shí)還沒有找到原因。或許也應(yīng)該嘗試一下gdc，不過我不知道如何從.DLL文件導(dǎo)出一個(gè)gdc支持的ELF格式的導(dǎo)入庫文件。
四、項(xiàng)目打算
打算建立一個(gè)rubyd項(xiàng)目，除了轉(zhuǎn)換ruby頭文件以外，還要作一些擴(kuò)展，比如轉(zhuǎn)換D類到ruby類，這方面已有借鑒，比如dsource.org上的pyd項(xiàng)目。
由于以前在建立項(xiàng)目方面有過失敗經(jīng)歷(asgard項(xiàng)目由于興趣轉(zhuǎn)移和其它原因比如語法丑陋等而未能進(jìn)行)，這次還是保守一些，先完成D聲明的轉(zhuǎn)換，我已經(jīng)使用工具轉(zhuǎn)換了所有頭文件，不過正如前面所說，宏函數(shù)和宏常量都丟失了，所以需要重新手工轉(zhuǎn)換。
五、其它問題
1、如何從.DLL文件導(dǎo)出一個(gè)gdc支持的ELF格式的導(dǎo)入庫文件？如果你知道可以告訴我，先謝過了。
2、dmd生成可執(zhí)行文件問題不大，生成動(dòng)態(tài)鏈接庫或共享庫有很大缺陷，特別是不能生成共享庫，我可不想再找一個(gè)只能再Windows上正常運(yùn)行的編譯器。如何讓它改進(jìn)這些方面？
3、gdc使用dmd前端和gcc后端，應(yīng)該會(huì)成熟一些，不過一般會(huì)比dmd前端版本稍低，而且gdc發(fā)布版本不是很頻繁，大概4-5個(gè)dmd版本才會(huì)有一個(gè)gdc版本(初略計(jì)算)，所以一些新特性不能夠及時(shí)加入進(jìn)來。