从 C++ 代码调用 Haskell

Question

我目前正在用 C++ 编写一个应用程序，发现它的某些功能最好用 Haskell 编写。我在calling Haskell from C code 上看到过说明，但是否可以用 C++ 做同样的事情？

编辑：澄清一下，我正在寻找一种将 Haskell 代码编译成外部库的方法，g++ 可以与 C++ 中的目标代码链接。

更新：我在下面为其他感兴趣的人提供了一个工作示例（也是为了不会忘记）。

Answer 1

对于任何感兴趣的人，这是我终于开始工作的测试用例：

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M.hs

module Foo where

foreign export ccall foo :: Int -> Int

foo :: Int -> Int
foo = floor . sqrt . fromIntegral

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test.cpp

#include <iostream>
#include "M_stub.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    std::cout << "hello\n";
    hs_init(&argc, &argv);
    std::cout << foo(500) << "\n";
    hs_exit();
    return 0;
}

---

我在我的 Windows 机器上进行了编译和链接。要运行的命令（按此顺序）是：

>ghc -XForeignFunctionInterface -c M.hs
>g++ -c test.cpp -I"c:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\include"
>g++ -o test.exe -DDONT_WANT_WIN32_DLL_SUPPORT M.o M_stub.o test.o -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\haskell98-1.0.1.1" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\random-1.0.0.2" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\time-1.1.4" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\process-1.0.1.3" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\directory-1.0.1.1" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\old-time-1.0.0.5" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\old-locale-1.0.0.2" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\filepath-1.1.0.4" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\Win32-2.2.0.2" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\bytestring-0.9.1.7" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\array-0.3.0.1" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\base-4.2.0.2" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\integer-gmp-0.2.0.1" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib\ghc-prim-0.2.0.0" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib" -L"C:\Program Files\Haskell Platform\2010.2.0.0\lib/gcc-lib" -lHSrtsmain -lHShaskell98-1.0.1.1 -lHSrandom-1.0.0.2 -lHStime-1.1.4 -lHSprocess-1.0.1.3 -lHSdirectory-1.0.1.1 -lHSold-time-1.0.0.5 -lHSold-locale-1.0.0.2 -lHSfilepath-1.1.0.4 -lHSWin32-2.2.0.2 -luser32 -lgdi32 -lwinmm -ladvapi32 -lshell32 -lshfolder -lHSbytestring-0.9.1.7 -lHSarray-0.3.0.1 -lHSbase-4.2.0.2 -lwsock32 -luser32 -lshell32 -lHSinteger-gmp-0.2.0.1 -lHSghc-prim-0.2.0.0 -lHSrts -lm -lwsock32 -u _ghczmprim_GHCziTypes_Izh_static_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Czh_static_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Fzh_static_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Dzh_static_info -u _base_GHCziPtr_Ptr_static_info -u _base_GHCziWord_Wzh_static_info -u _base_GHCziInt_I8zh_static_info -u _base_GHCziInt_I16zh_static_info -u _base_GHCziInt_I32zh_static_info -u _base_GHCziInt_I64zh_static_info -u _base_GHCziWord_W8zh_static_info -u _base_GHCziWord_W16zh_static_info -u _base_GHCziWord_W32zh_static_info -u _base_GHCziWord_W64zh_static_info -u _base_GHCziStable_StablePtr_static_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Izh_con_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Czh_con_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Fzh_con_info -u _ghczmprim_GHCziTypes_Dzh_con_info -u _base_GHCziPtr_Ptr_con_info -u _base_GHCziPtr_FunPtr_con_info -u _base_GHCziStable_StablePtr_con_info -u _ghczmprim_GHCziBool_False_closure -u _ghczmprim_GHCziBool_True_closure -u _base_GHCziPack_unpackCString_closure -u _base_GHCziIOziException_stackOverflow_closure -u _base_GHCziIOziException_heapOverflow_closure -u _base_ControlziExceptionziBase_nonTermination_closure -u _base_GHCziIOziException_blockedIndefinitelyOnMVar_closure -u _base_GHCziIOziException_blockedIndefinitelyOnSTM_closure -u _base_ControlziExceptionziBase_nestedAtomically_closure -u _base_GHCziWeak_runFinalizzerBatch_closure -u _base_GHCziTopHandler_runIO_closure -u _base_GHCziTopHandler_runNonIO_closure -u _base_GHCziConc_ensureIOManagerIsRunning_closure -u _base_GHCziConc_runSparks_closure -u _base_GHCziConc_runHandlers_closure -lHSffi

最后一个 g++ 命令的参数长列表来自运行

>ghc M.hs -v

然后复制显示“***Linker:”的命令（需要删除一些第一个参数）。

---

结果：

>test
hello
22

Answer 2

编辑：您还应该在下面看到 Tomer 的回答。我在这里的回答描述了正在发生的事情的理论，但我可能有一些执行细节不完整，而他的回答是一个完整的工作示例。

正如 sclv 所示，编译应该没有问题。难点可能是链接 C++ 代码，在这里你将有一点困难，要链接所有需要的运行时库。问题是 Haskell 程序需要与 Haskell 运行时库链接，而 C++程序需要与 C++ 运行时库链接。在您引用的 Wiki 页面中，当他们这样做时

$ ghc -optc -O test.c A.o A_stub.o -o test

要编译 C 程序，实际上有两个步骤：将 C 程序编译成目标文件，然后将其链接在一起。写出来，大概是这样的（可能不太正确，因为我不会说 GHC）：

$ ghc -c -optc-O test.c -o test.o
$ ghc test.o A.o A_stub.o -o test

GHC 在编译 C 程序时就像 GCC（并且，IIUC，在功能上是 GCC）。但是，在链接它时，它与直接调用 GCC 时发生的情况不同，因为它还神奇地包含了 Haskell 运行时库。 G++ 对 C++ 程序的工作方式相同——当它用作链接器时，它包括 C++ 运行时库。

因此，正如我所提到的，您需要以与两个运行时库链接的方式进行编译。如果你在详细模式下运行 G++ 来编译和链接一个程序，像这样：

$ g++ test.cpp -o test -v

它将创建一长串关于它正在做什么的输出；最后将是一行输出，它在其中进行链接（使用collect2 子程序），指示它链接到哪些库。您可以将其与编译简单 C 程序的输出进行比较，以了解 C++ 的不同之处；在我的系统上，它添加了-lstdc++。

因此，您应该能够像这样编译和链接您的混合 Haskell/C++ 程序：

$ ghc -c -XForeignFunctionInterface -O A.hs     # compile Haskell object file.
$ g++ -c -O test.cpp                            # compile C++ object file.
$ ghc A.o A_stub.o test.o -lstdc++ -o test      # link

在那里，因为您已指定 -lstdc++，它将包含 C++ 运行时库（假设 -l 是正确的 GHC 语法；您需要检查），并且因为您已与 ghc 链接，它将包括 Haskell 运行时库。这应该会产生一个工作程序。

或者，您应该能够使用 GHC 执行类似于 -v 输出调查的操作，并找出它链接到的 Haskell 运行时库（或库）以支持 Haskell，然后在链接您的程序时添加该库使用 C++，就像对纯 C++ 程序所做的那样。 （有关详细信息，请参阅 Tomer 的回答，因为他就是这样做的。）

Answer 3

这是一个关于该主题的教程：

https://github.com/jarrett/cpphs

它涵盖了从 C++ 调用 Haskell 和从 Haskell 调用 C。

Answer 4

既然您可以从 C 中调用 Haskell，那么您没有理由不能从 C++ 中调用它。另一方面，从 Haskell 调用 C++ 要困难得多，而且通常需要 C 包装器。

编辑以展开。说明错误到不完整。它们是一个维基页面。直接看GHC手册：http://www.haskell.org/ghc/docs/6.12.2/html/users_guide/ffi-ghc.html

这描述了如何导出函数，以及如何使用你自己的 main。注意它在哪里说“其他语言，比如 C”。之所以这么说是因为您可以使用任何可以调用您正在导出的普通 C 函数以及 HsFFI.h 提供的语言（和编译器）来执行此操作。这与语言无关，与编译器无关。它所需要的只是能够使用系统上的标准调用约定调用 C 函数，而 C++ 编译器（例如 g++）当然提供了这一点。

Answer 5

cabal 2.0 添加了“foreign-library”功能，这似乎解决了链接器问题，并且总体上使整个构建过程更加愉快。

我整理了一个简短的示例教程https://github.com/pdlla/haskell-ffi-cabal-foreign-library-examples