6e3db32b96dc4d8c177d12ca8e23b7e5f0e54c5d
[p5sagit/p5-mst-13.2.git] / pod / perlembed.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlembed - how to embed perl in your C program
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 =head2 PREAMBLE
8
9 Do you want to:
10
11 =over 5
12
13 =item B<Use C from Perl?>
14
15 Read L<perlxstut>, L<perlxs>, L<h2xs>, L<perlguts>, and L<perlapi>.
16
17 =item B<Use a Unix program from Perl?>
18
19 Read about back-quotes and about C<system> and C<exec> in L<perlfunc>.
20
21 =item B<Use Perl from Perl?>
22
23 Read about L<perlfunc/do> and L<perlfunc/eval> and L<perlfunc/require> 
24 and L<perlfunc/use>.
25
26 =item B<Use C from C?>
27
28 Rethink your design.
29
30 =item B<Use Perl from C?>
31
32 Read on...
33
34 =back
35
36 =head2 ROADMAP
37
38 =over 5
39
40 =item Compiling your C program
41
42 =item Adding a Perl interpreter to your C program
43
44 =item Calling a Perl subroutine from your C program
45
46 =item Evaluating a Perl statement from your C program
47
48 =item Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program
49
50 =item Fiddling with the Perl stack from your C program
51
52 =item Maintaining a persistent interpreter
53
54 =item Maintaining multiple interpreter instances
55
56 =item Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program
57
58 =item Embedding Perl under Win32
59
60 =back 
61
62 =head2 Compiling your C program
63
64 If you have trouble compiling the scripts in this documentation,
65 you're not alone.  The cardinal rule: COMPILE THE PROGRAMS IN EXACTLY
66 THE SAME WAY THAT YOUR PERL WAS COMPILED.  (Sorry for yelling.)
67
68 Also, every C program that uses Perl must link in the I<perl library>.
69 What's that, you ask?  Perl is itself written in C; the perl library
70 is the collection of compiled C programs that were used to create your
71 perl executable (I</usr/bin/perl> or equivalent).  (Corollary: you
72 can't use Perl from your C program unless Perl has been compiled on
73 your machine, or installed properly--that's why you shouldn't blithely
74 copy Perl executables from machine to machine without also copying the
75 I<lib> directory.)
76
77 When you use Perl from C, your C program will--usually--allocate,
78 "run", and deallocate a I<PerlInterpreter> object, which is defined by
79 the perl library.
80
81 If your copy of Perl is recent enough to contain this documentation
82 (version 5.002 or later), then the perl library (and I<EXTERN.h> and
83 I<perl.h>, which you'll also need) will reside in a directory
84 that looks like this:
85
86     /usr/local/lib/perl5/your_architecture_here/CORE
87
88 or perhaps just
89
90     /usr/local/lib/perl5/CORE
91
92 or maybe something like
93
94     /usr/opt/perl5/CORE
95
96 Execute this statement for a hint about where to find CORE:
97
98     perl -MConfig -e 'print $Config{archlib}'
99
100 Here's how you'd compile the example in the next section,
101 L<Adding a Perl interpreter to your C program>, on my Linux box:
102
103     % gcc -O2 -Dbool=char -DHAS_BOOL -I/usr/local/include
104     -I/usr/local/lib/perl5/i586-linux/5.003/CORE
105     -L/usr/local/lib/perl5/i586-linux/5.003/CORE
106     -o interp interp.c -lperl -lm
107
108 (That's all one line.)  On my DEC Alpha running old 5.003_05, the 
109 incantation is a bit different:
110
111     % cc -O2 -Olimit 2900 -DSTANDARD_C -I/usr/local/include
112     -I/usr/local/lib/perl5/alpha-dec_osf/5.00305/CORE
113     -L/usr/local/lib/perl5/alpha-dec_osf/5.00305/CORE -L/usr/local/lib
114     -D__LANGUAGE_C__ -D_NO_PROTO -o interp interp.c -lperl -lm
115
116 How can you figure out what to add?  Assuming your Perl is post-5.001,
117 execute a C<perl -V> command and pay special attention to the "cc" and
118 "ccflags" information.
119
120 You'll have to choose the appropriate compiler (I<cc>, I<gcc>, et al.) for
121 your machine: C<perl -MConfig -e 'print $Config{cc}'> will tell you what
122 to use.
123
124 You'll also have to choose the appropriate library directory
125 (I</usr/local/lib/...>) for your machine.  If your compiler complains
126 that certain functions are undefined, or that it can't locate
127 I<-lperl>, then you need to change the path following the C<-L>.  If it
128 complains that it can't find I<EXTERN.h> and I<perl.h>, you need to
129 change the path following the C<-I>.
130
131 You may have to add extra libraries as well.  Which ones?
132 Perhaps those printed by
133
134    perl -MConfig -e 'print $Config{libs}'
135
136 Provided your perl binary was properly configured and installed the
137 B<ExtUtils::Embed> module will determine all of this information for
138 you:
139
140    % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
141
142 If the B<ExtUtils::Embed> module isn't part of your Perl distribution,
143 you can retrieve it from
144 http://www.perl.com/perl/CPAN/modules/by-module/ExtUtils/.  (If
145 this documentation came from your Perl distribution, then you're
146 running 5.004 or better and you already have it.)
147
148 The B<ExtUtils::Embed> kit on CPAN also contains all source code for
149 the examples in this document, tests, additional examples and other
150 information you may find useful.
151
152 =head2 Adding a Perl interpreter to your C program
153
154 In a sense, perl (the C program) is a good example of embedding Perl
155 (the language), so I'll demonstrate embedding with I<miniperlmain.c>,
156 included in the source distribution.  Here's a bastardized, nonportable
157 version of I<miniperlmain.c> containing the essentials of embedding:
158
159     #include <EXTERN.h>               /* from the Perl distribution     */
160     #include <perl.h>                 /* from the Perl distribution     */
161
162     static PerlInterpreter *my_perl;  /***    The Perl interpreter    ***/
163
164     int main(int argc, char **argv, char **env)
165     {
166         my_perl = perl_alloc();
167         perl_construct(my_perl);
168         perl_parse(my_perl, NULL, argc, argv, (char **)NULL);
169         perl_run(my_perl);
170         perl_destruct(my_perl);
171         perl_free(my_perl);
172     }
173
174 Notice that we don't use the C<env> pointer.  Normally handed to
175 C<perl_parse> as its final argument, C<env> here is replaced by
176 C<NULL>, which means that the current environment will be used.
177
178 Now compile this program (I'll call it I<interp.c>) into an executable:
179
180     % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
181
182 After a successful compilation, you'll be able to use I<interp> just
183 like perl itself:
184
185     % interp
186     print "Pretty Good Perl \n";
187     print "10890 - 9801 is ", 10890 - 9801;
188     <CTRL-D>
189     Pretty Good Perl
190     10890 - 9801 is 1089
191
192 or
193
194     % interp -e 'printf("%x", 3735928559)'
195     deadbeef
196
197 You can also read and execute Perl statements from a file while in the
198 midst of your C program, by placing the filename in I<argv[1]> before
199 calling I<perl_run>.
200
201 =head2 Calling a Perl subroutine from your C program
202
203 To call individual Perl subroutines, you can use any of the B<call_*>
204 functions documented in L<perlcall>.
205 In this example we'll use C<call_argv>.
206
207 That's shown below, in a program I'll call I<showtime.c>.
208
209     #include <EXTERN.h>
210     #include <perl.h>
211
212     static PerlInterpreter *my_perl;
213
214     int main(int argc, char **argv, char **env)
215     {
216         char *args[] = { NULL };
217         my_perl = perl_alloc();
218         perl_construct(my_perl);
219
220         perl_parse(my_perl, NULL, argc, argv, NULL);
221
222         /*** skipping perl_run() ***/
223
224         call_argv("showtime", G_DISCARD | G_NOARGS, args);
225
226         perl_destruct(my_perl);
227         perl_free(my_perl);
228     }
229
230 where I<showtime> is a Perl subroutine that takes no arguments (that's the
231 I<G_NOARGS>) and for which I'll ignore the return value (that's the
232 I<G_DISCARD>).  Those flags, and others, are discussed in L<perlcall>.
233
234 I'll define the I<showtime> subroutine in a file called I<showtime.pl>:
235
236     print "I shan't be printed.";
237
238     sub showtime {
239         print time;
240     }
241
242 Simple enough.  Now compile and run:
243
244     % cc -o showtime showtime.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
245
246     % showtime showtime.pl
247     818284590
248
249 yielding the number of seconds that elapsed between January 1, 1970
250 (the beginning of the Unix epoch), and the moment I began writing this
251 sentence.
252
253 In this particular case we don't have to call I<perl_run>, but in
254 general it's considered good practice to ensure proper initialization
255 of library code, including execution of all object C<DESTROY> methods
256 and package C<END {}> blocks.
257
258 If you want to pass arguments to the Perl subroutine, you can add
259 strings to the C<NULL>-terminated C<args> list passed to
260 I<call_argv>.  For other data types, or to examine return values,
261 you'll need to manipulate the Perl stack.  That's demonstrated in
262 L<Fiddling with the Perl stack from your C program>.
263
264 =head2 Evaluating a Perl statement from your C program
265
266 Perl provides two API functions to evaluate pieces of Perl code.
267 These are L<perlapi/eval_sv> and L<perlapi/eval_pv>.
268
269 Arguably, these are the only routines you'll ever need to execute
270 snippets of Perl code from within your C program.  Your code can be as
271 long as you wish; it can contain multiple statements; it can employ
272 L<perlfunc/use>, L<perlfunc/require>, and L<perlfunc/do> to
273 include external Perl files.
274
275 I<eval_pv> lets us evaluate individual Perl strings, and then
276 extract variables for coercion into C types.  The following program,
277 I<string.c>, executes three Perl strings, extracting an C<int> from
278 the first, a C<float> from the second, and a C<char *> from the third.
279
280    #include <EXTERN.h>
281    #include <perl.h>
282
283    static PerlInterpreter *my_perl;
284
285    main (int argc, char **argv, char **env)
286    {
287        STRLEN n_a;
288        char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
289
290        my_perl = perl_alloc();
291        perl_construct( my_perl );
292
293        perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
294        perl_run(my_perl);
295
296        /** Treat $a as an integer **/
297        eval_pv("$a = 3; $a **= 2", TRUE);
298        printf("a = %d\n", SvIV(get_sv("a", FALSE)));
299
300        /** Treat $a as a float **/
301        eval_pv("$a = 3.14; $a **= 2", TRUE);
302        printf("a = %f\n", SvNV(get_sv("a", FALSE)));
303
304        /** Treat $a as a string **/
305        eval_pv("$a = 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'; $a = reverse($a);", TRUE);
306        printf("a = %s\n", SvPV(get_sv("a", FALSE), n_a));
307
308        perl_destruct(my_perl);
309        perl_free(my_perl);
310    }
311
312 All of those strange functions with I<sv> in their names help convert Perl scalars to C types.  They're described in L<perlguts> and L<perlapi>.
313
314 If you compile and run I<string.c>, you'll see the results of using
315 I<SvIV()> to create an C<int>, I<SvNV()> to create a C<float>, and
316 I<SvPV()> to create a string:
317
318    a = 9
319    a = 9.859600
320    a = Just Another Perl Hacker
321
322 In the example above, we've created a global variable to temporarily
323 store the computed value of our eval'd expression.  It is also
324 possible and in most cases a better strategy to fetch the return value
325 from I<eval_pv()> instead.  Example:
326
327    ...
328    STRLEN n_a;
329    SV *val = eval_pv("reverse 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'", TRUE);
330    printf("%s\n", SvPV(val,n_a));
331    ...
332
333 This way, we avoid namespace pollution by not creating global
334 variables and we've simplified our code as well.
335
336 =head2 Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program
337
338 The I<eval_sv()> function lets us evaluate strings of Perl code, so we can
339 define some functions that use it to "specialize" in matches and
340 substitutions: I<match()>, I<substitute()>, and I<matches()>.
341
342    I32 match(SV *string, char *pattern);
343
344 Given a string and a pattern (e.g., C<m/clasp/> or C</\b\w*\b/>, which
345 in your C program might appear as "/\\b\\w*\\b/"), match()
346 returns 1 if the string matches the pattern and 0 otherwise.
347
348    int substitute(SV **string, char *pattern);
349
350 Given a pointer to an C<SV> and an C<=~> operation (e.g.,
351 C<s/bob/robert/g> or C<tr[A-Z][a-z]>), substitute() modifies the string
352 within the C<AV> at according to the operation, returning the number of substitutions
353 made.
354
355    int matches(SV *string, char *pattern, AV **matches);
356
357 Given an C<SV>, a pattern, and a pointer to an empty C<AV>,
358 matches() evaluates C<$string =~ $pattern> in a list context, and
359 fills in I<matches> with the array elements, returning the number of matches found.
360
361 Here's a sample program, I<match.c>, that uses all three (long lines have
362 been wrapped here):
363
364  #include <EXTERN.h>
365  #include <perl.h>
366
367  /** my_eval_sv(code, error_check)
368  ** kinda like eval_sv(), 
369  ** but we pop the return value off the stack 
370  **/
371  SV* my_eval_sv(SV *sv, I32 croak_on_error)
372  {
373      dSP;
374      SV* retval;
375      STRLEN n_a;
376
377      PUSHMARK(SP);
378      eval_sv(sv, G_SCALAR);
379
380      SPAGAIN;
381      retval = POPs;
382      PUTBACK;
383
384      if (croak_on_error && SvTRUE(ERRSV))
385         croak(SvPVx(ERRSV, n_a));
386
387      return retval;
388  }
389
390  /** match(string, pattern)
391  **
392  ** Used for matches in a scalar context.
393  **
394  ** Returns 1 if the match was successful; 0 otherwise.
395  **/
396
397  I32 match(SV *string, char *pattern)
398  {
399      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
400      STRLEN n_a;
401
402      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; $string =~ %s",
403               SvPV(string,n_a), pattern);
404
405      retval = my_eval_sv(command, TRUE);
406      SvREFCNT_dec(command);
407
408      return SvIV(retval);
409  }
410
411  /** substitute(string, pattern)
412  **
413  ** Used for =~ operations that modify their left-hand side (s/// and tr///)
414  **
415  ** Returns the number of successful matches, and
416  ** modifies the input string if there were any.
417  **/
418
419  I32 substitute(SV **string, char *pattern)
420  {
421      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
422      STRLEN n_a;
423
424      sv_setpvf(command, "$string = '%s'; ($string =~ %s)",
425               SvPV(*string,n_a), pattern);
426
427      retval = my_eval_sv(command, TRUE);
428      SvREFCNT_dec(command);
429
430      *string = get_sv("string", FALSE);
431      return SvIV(retval);
432  }
433
434  /** matches(string, pattern, matches)
435  **
436  ** Used for matches in a list context.
437  **
438  ** Returns the number of matches,
439  ** and fills in **matches with the matching substrings
440  **/
441
442  I32 matches(SV *string, char *pattern, AV **match_list)
443  {
444      SV *command = NEWSV(1099, 0);
445      I32 num_matches;
446      STRLEN n_a;
447
448      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; @array = ($string =~ %s)",
449               SvPV(string,n_a), pattern);
450
451      my_eval_sv(command, TRUE);
452      SvREFCNT_dec(command);
453
454      *match_list = get_av("array", FALSE);
455      num_matches = av_len(*match_list) + 1; /** assume $[ is 0 **/
456
457      return num_matches;
458  }
459
460  main (int argc, char **argv, char **env)
461  {
462      PerlInterpreter *my_perl = perl_alloc();
463      char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
464      AV *match_list;
465      I32 num_matches, i;
466      SV *text = NEWSV(1099,0);
467      STRLEN n_a;
468
469      perl_construct(my_perl);
470      perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
471
472      sv_setpv(text, "When he is at a convenience store and the bill comes to some amount like 76 cents, Maynard is aware that there is something he *should* do, something that will enable him to get back a quarter, but he has no idea *what*.  He fumbles through his red squeezey changepurse and gives the boy three extra pennies with his dollar, hoping that he might luck into the correct amount.  The boy gives him back two of his own pennies and then the big shiny quarter that is his prize. -RICHH");
473
474      if (match(text, "m/quarter/")) /** Does text contain 'quarter'? **/
475         printf("match: Text contains the word 'quarter'.\n\n");
476      else
477         printf("match: Text doesn't contain the word 'quarter'.\n\n");
478
479      if (match(text, "m/eighth/")) /** Does text contain 'eighth'? **/
480         printf("match: Text contains the word 'eighth'.\n\n");
481      else
482         printf("match: Text doesn't contain the word 'eighth'.\n\n");
483
484      /** Match all occurrences of /wi../ **/
485      num_matches = matches(text, "m/(wi..)/g", &match_list);
486      printf("matches: m/(wi..)/g found %d matches...\n", num_matches);
487
488      for (i = 0; i < num_matches; i++)
489         printf("match: %s\n", SvPV(*av_fetch(match_list, i, FALSE),n_a));
490      printf("\n");
491
492      /** Remove all vowels from text **/
493      num_matches = substitute(&text, "s/[aeiou]//gi");
494      if (num_matches) {
495         printf("substitute: s/[aeiou]//gi...%d substitutions made.\n",
496                num_matches);
497         printf("Now text is: %s\n\n", SvPV(text,n_a));
498      }
499
500      /** Attempt a substitution **/
501      if (!substitute(&text, "s/Perl/C/")) {
502         printf("substitute: s/Perl/C...No substitution made.\n\n");
503      }
504
505      SvREFCNT_dec(text);
506      PL_perl_destruct_level = 1;
507      perl_destruct(my_perl);
508      perl_free(my_perl);
509  }
510
511 which produces the output (again, long lines have been wrapped here)
512
513    match: Text contains the word 'quarter'.
514
515    match: Text doesn't contain the word 'eighth'.
516
517    matches: m/(wi..)/g found 2 matches...
518    match: will
519    match: with
520
521    substitute: s/[aeiou]//gi...139 substitutions made.
522    Now text is: Whn h s t  cnvnnc str nd th bll cms t sm mnt lk 76 cnts,
523    Mynrd s wr tht thr s smthng h *shld* d, smthng tht wll nbl hm t gt bck
524    qrtr, bt h hs n d *wht*.  H fmbls thrgh hs rd sqzy chngprs nd gvs th by
525    thr xtr pnns wth hs dllr, hpng tht h mght lck nt th crrct mnt.  Th by gvs
526    hm bck tw f hs wn pnns nd thn th bg shny qrtr tht s hs prz. -RCHH
527
528    substitute: s/Perl/C...No substitution made.
529
530 =head2 Fiddling with the Perl stack from your C program
531
532 When trying to explain stacks, most computer science textbooks mumble
533 something about spring-loaded columns of cafeteria plates: the last
534 thing you pushed on the stack is the first thing you pop off.  That'll
535 do for our purposes: your C program will push some arguments onto "the Perl
536 stack", shut its eyes while some magic happens, and then pop the
537 results--the return value of your Perl subroutine--off the stack.
538
539 First you'll need to know how to convert between C types and Perl
540 types, with newSViv() and sv_setnv() and newAV() and all their
541 friends.  They're described in L<perlguts> and L<perlapi>.
542
543 Then you'll need to know how to manipulate the Perl stack.  That's
544 described in L<perlcall>.
545
546 Once you've understood those, embedding Perl in C is easy.
547
548 Because C has no builtin function for integer exponentiation, let's
549 make Perl's ** operator available to it (this is less useful than it
550 sounds, because Perl implements ** with C's I<pow()> function).  First
551 I'll create a stub exponentiation function in I<power.pl>:
552
553     sub expo {
554         my ($a, $b) = @_;
555         return $a ** $b;
556     }
557
558 Now I'll create a C program, I<power.c>, with a function
559 I<PerlPower()> that contains all the perlguts necessary to push the
560 two arguments into I<expo()> and to pop the return value out.  Take a
561 deep breath...
562
563     #include <EXTERN.h>
564     #include <perl.h>
565
566     static PerlInterpreter *my_perl;
567
568     static void
569     PerlPower(int a, int b)
570     {
571       dSP;                            /* initialize stack pointer      */
572       ENTER;                          /* everything created after here */
573       SAVETMPS;                       /* ...is a temporary variable.   */
574       PUSHMARK(SP);                   /* remember the stack pointer    */
575       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a))); /* push the base onto the stack  */
576       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b))); /* push the exponent onto stack  */
577       PUTBACK;                      /* make local stack pointer global */
578       call_pv("expo", G_SCALAR);      /* call the function             */
579       SPAGAIN;                        /* refresh stack pointer         */
580                                     /* pop the return value from stack */
581       printf ("%d to the %dth power is %d.\n", a, b, POPi);
582       PUTBACK;
583       FREETMPS;                       /* free that return value        */
584       LEAVE;                       /* ...and the XPUSHed "mortal" args.*/
585     }
586
587     int main (int argc, char **argv, char **env)
588     {
589       char *my_argv[] = { "", "power.pl" };
590
591       my_perl = perl_alloc();
592       perl_construct( my_perl );
593
594       perl_parse(my_perl, NULL, 2, my_argv, (char **)NULL);
595       perl_run(my_perl);
596
597       PerlPower(3, 4);                      /*** Compute 3 ** 4 ***/
598
599       perl_destruct(my_perl);
600       perl_free(my_perl);
601     }
602
603
604
605 Compile and run:
606
607     % cc -o power power.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
608
609     % power
610     3 to the 4th power is 81.
611
612 =head2 Maintaining a persistent interpreter
613
614 When developing interactive and/or potentially long-running
615 applications, it's a good idea to maintain a persistent interpreter
616 rather than allocating and constructing a new interpreter multiple
617 times.  The major reason is speed: since Perl will only be loaded into
618 memory once.
619
620 However, you have to be more cautious with namespace and variable
621 scoping when using a persistent interpreter.  In previous examples
622 we've been using global variables in the default package C<main>.  We
623 knew exactly what code would be run, and assumed we could avoid
624 variable collisions and outrageous symbol table growth.
625
626 Let's say your application is a server that will occasionally run Perl
627 code from some arbitrary file.  Your server has no way of knowing what
628 code it's going to run.  Very dangerous.
629
630 If the file is pulled in by C<perl_parse()>, compiled into a newly
631 constructed interpreter, and subsequently cleaned out with
632 C<perl_destruct()> afterwards, you're shielded from most namespace
633 troubles.
634
635 One way to avoid namespace collisions in this scenario is to translate
636 the filename into a guaranteed-unique package name, and then compile
637 the code into that package using L<perlfunc/eval>.  In the example
638 below, each file will only be compiled once.  Or, the application
639 might choose to clean out the symbol table associated with the file
640 after it's no longer needed.  Using L<perlapi/call_argv>, We'll
641 call the subroutine C<Embed::Persistent::eval_file> which lives in the
642 file C<persistent.pl> and pass the filename and boolean cleanup/cache
643 flag as arguments.
644
645 Note that the process will continue to grow for each file that it
646 uses.  In addition, there might be C<AUTOLOAD>ed subroutines and other
647 conditions that cause Perl's symbol table to grow.  You might want to
648 add some logic that keeps track of the process size, or restarts
649 itself after a certain number of requests, to ensure that memory
650 consumption is minimized.  You'll also want to scope your variables
651 with L<perlfunc/my> whenever possible.
652
653
654  package Embed::Persistent;
655  #persistent.pl
656
657  use strict;
658  our %Cache;
659  use Symbol qw(delete_package);
660
661  sub valid_package_name {
662      my($string) = @_;
663      $string =~ s/([^A-Za-z0-9\/])/sprintf("_%2x",unpack("C",$1))/eg;
664      # second pass only for words starting with a digit
665      $string =~ s|/(\d)|sprintf("/_%2x",unpack("C",$1))|eg;
666
667      # Dress it up as a real package name
668      $string =~ s|/|::|g;
669      return "Embed" . $string;
670  }
671
672  sub eval_file {
673      my($filename, $delete) = @_;
674      my $package = valid_package_name($filename);
675      my $mtime = -M $filename;
676      if(defined $Cache{$package}{mtime}
677         &&
678         $Cache{$package}{mtime} <= $mtime)
679      {
680         # we have compiled this subroutine already,
681         # it has not been updated on disk, nothing left to do
682         print STDERR "already compiled $package->handler\n";
683      }
684      else {
685         local *FH;
686         open FH, $filename or die "open '$filename' $!";
687         local($/) = undef;
688         my $sub = <FH>;
689         close FH;
690
691         #wrap the code into a subroutine inside our unique package
692         my $eval = qq{package $package; sub handler { $sub; }};
693         {
694             # hide our variables within this block
695             my($filename,$mtime,$package,$sub);
696             eval $eval;
697         }
698         die $@ if $@;
699
700         #cache it unless we're cleaning out each time
701         $Cache{$package}{mtime} = $mtime unless $delete;
702      }
703
704      eval {$package->handler;};
705      die $@ if $@;
706
707      delete_package($package) if $delete;
708
709      #take a look if you want
710      #print Devel::Symdump->rnew($package)->as_string, $/;
711  }
712
713  1;
714
715  __END__
716
717  /* persistent.c */
718  #include <EXTERN.h>
719  #include <perl.h>
720
721  /* 1 = clean out filename's symbol table after each request, 0 = don't */
722  #ifndef DO_CLEAN
723  #define DO_CLEAN 0
724  #endif
725
726  static PerlInterpreter *perl = NULL;
727
728  int
729  main(int argc, char **argv, char **env)
730  {
731      char *embedding[] = { "", "persistent.pl" };
732      char *args[] = { "", DO_CLEAN, NULL };
733      char filename [1024];
734      int exitstatus = 0;
735      STRLEN n_a;
736
737      if((perl = perl_alloc()) == NULL) {
738         fprintf(stderr, "no memory!");
739         exit(1);
740      }
741      perl_construct(perl);
742
743      exitstatus = perl_parse(perl, NULL, 2, embedding, NULL);
744
745      if(!exitstatus) {
746         exitstatus = perl_run(perl);
747
748         while(printf("Enter file name: ") && gets(filename)) {
749
750             /* call the subroutine, passing it the filename as an argument */
751             args[0] = filename;
752             call_argv("Embed::Persistent::eval_file",
753                            G_DISCARD | G_EVAL, args);
754
755             /* check $@ */
756             if(SvTRUE(ERRSV))
757                 fprintf(stderr, "eval error: %s\n", SvPV(ERRSV,n_a));
758         }
759      }
760
761      PL_perl_destruct_level = 0;
762      perl_destruct(perl);
763      perl_free(perl);
764      exit(exitstatus);
765  }
766
767 Now compile:
768
769  % cc -o persistent persistent.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
770
771 Here's a example script file:
772
773  #test.pl
774  my $string = "hello";
775  foo($string);
776
777  sub foo {
778      print "foo says: @_\n";
779  }
780
781 Now run:
782
783  % persistent
784  Enter file name: test.pl
785  foo says: hello
786  Enter file name: test.pl
787  already compiled Embed::test_2epl->handler
788  foo says: hello
789  Enter file name: ^C
790
791 =head2 Maintaining multiple interpreter instances
792
793 Some rare applications will need to create more than one interpreter
794 during a session.  Such an application might sporadically decide to
795 release any resources associated with the interpreter.
796
797 The program must take care to ensure that this takes place I<before>
798 the next interpreter is constructed.  By default, the global variable
799 C<PL_perl_destruct_level> is set to C<0>, since extra cleaning isn't
800 needed when a program has only one interpreter.
801
802 Setting C<PL_perl_destruct_level> to C<1> makes everything squeaky clean:
803
804  PL_perl_destruct_level = 1;
805
806  while(1) {
807      ...
808      /* reset global variables here with PL_perl_destruct_level = 1 */
809      perl_construct(my_perl);
810      ...
811      /* clean and reset _everything_ during perl_destruct */
812      perl_destruct(my_perl);
813      perl_free(my_perl);
814      ...
815      /* let's go do it again! */
816  }
817
818 When I<perl_destruct()> is called, the interpreter's syntax parse tree
819 and symbol tables are cleaned up, and global variables are reset.
820
821 Now suppose we have more than one interpreter instance running at the
822 same time.  This is feasible, but only if you used the
823 C<-DMULTIPLICITY> flag when building Perl.  By default, that sets
824 C<PL_perl_destruct_level> to C<1>.
825
826 Let's give it a try:
827
828
829  #include <EXTERN.h>
830  #include <perl.h>
831
832  /* we're going to embed two interpreters */
833  /* we're going to embed two interpreters */
834
835  #define SAY_HELLO "-e", "print qq(Hi, I'm $^X\n)"
836
837  int main(int argc, char **argv, char **env)
838  {
839      PerlInterpreter
840          *one_perl = perl_alloc(),
841          *two_perl = perl_alloc();
842      char *one_args[] = { "one_perl", SAY_HELLO };
843      char *two_args[] = { "two_perl", SAY_HELLO };
844
845      perl_construct(one_perl);
846      perl_construct(two_perl);
847
848      perl_parse(one_perl, NULL, 3, one_args, (char **)NULL);
849      perl_parse(two_perl, NULL, 3, two_args, (char **)NULL);
850
851      perl_run(one_perl);
852      perl_run(two_perl);
853
854      perl_destruct(one_perl);
855      perl_destruct(two_perl);
856
857      perl_free(one_perl);
858      perl_free(two_perl);
859  }
860
861
862 Compile as usual:
863
864  % cc -o multiplicity multiplicity.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
865
866 Run it, Run it:
867
868  % multiplicity
869  Hi, I'm one_perl
870  Hi, I'm two_perl
871
872 =head2 Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program
873
874 If you've played with the examples above and tried to embed a script
875 that I<use()>s a Perl module (such as I<Socket>) which itself uses a C or C++ library,
876 this probably happened:
877
878
879  Can't load module Socket, dynamic loading not available in this perl.
880   (You may need to build a new perl executable which either supports
881   dynamic loading or has the Socket module statically linked into it.)
882
883
884 What's wrong?
885
886 Your interpreter doesn't know how to communicate with these extensions
887 on its own.  A little glue will help.  Up until now you've been
888 calling I<perl_parse()>, handing it NULL for the second argument:
889
890  perl_parse(my_perl, NULL, argc, my_argv, NULL);
891
892 That's where the glue code can be inserted to create the initial contact between
893 Perl and linked C/C++ routines.  Let's take a look some pieces of I<perlmain.c>
894 to see how Perl does this:
895
896  static void xs_init (pTHX);
897
898  EXTERN_C void boot_DynaLoader (pTHX_ CV* cv);
899  EXTERN_C void boot_Socket (pTHX_ CV* cv);
900
901
902  EXTERN_C void
903  xs_init(pTHX)
904  {
905         char *file = __FILE__;
906         /* DynaLoader is a special case */
907         newXS("DynaLoader::boot_DynaLoader", boot_DynaLoader, file);
908         newXS("Socket::bootstrap", boot_Socket, file);
909  }
910
911 Simply put: for each extension linked with your Perl executable
912 (determined during its initial configuration on your
913 computer or when adding a new extension),
914 a Perl subroutine is created to incorporate the extension's
915 routines.  Normally, that subroutine is named
916 I<Module::bootstrap()> and is invoked when you say I<use Module>.  In
917 turn, this hooks into an XSUB, I<boot_Module>, which creates a Perl
918 counterpart for each of the extension's XSUBs.  Don't worry about this
919 part; leave that to the I<xsubpp> and extension authors.  If your
920 extension is dynamically loaded, DynaLoader creates I<Module::bootstrap()>
921 for you on the fly.  In fact, if you have a working DynaLoader then there
922 is rarely any need to link in any other extensions statically.
923
924
925 Once you have this code, slap it into the second argument of I<perl_parse()>:
926
927
928  perl_parse(my_perl, xs_init, argc, my_argv, NULL);
929
930
931 Then compile:
932
933  % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
934
935  % interp
936    use Socket;
937    use SomeDynamicallyLoadedModule;
938
939    print "Now I can use extensions!\n"'
940
941 B<ExtUtils::Embed> can also automate writing the I<xs_init> glue code.
942
943  % perl -MExtUtils::Embed -e xsinit -- -o perlxsi.c
944  % cc -c perlxsi.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
945  % cc -c interp.c  `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
946  % cc -o interp perlxsi.o interp.o `perl -MExtUtils::Embed -e ldopts`
947
948 Consult L<perlxs>, L<perlguts>, and L<perlapi> for more details.
949
950 =head1 Embedding Perl under Win32
951
952 In general, all of the source code shown here should work unmodified under
953 Windows.
954
955 However, there are some caveats about the command-line examples shown.
956 For starters, backticks won't work under the Win32 native command shell.
957 The ExtUtils::Embed kit on CPAN ships with a script called
958 B<genmake>, which generates a simple makefile to build a program from
959 a single C source file.  It can be used like this:
960
961  C:\ExtUtils-Embed\eg> perl genmake interp.c
962  C:\ExtUtils-Embed\eg> nmake
963  C:\ExtUtils-Embed\eg> interp -e "print qq{I'm embedded in Win32!\n}"
964
965 You may wish to use a more robust environment such as the Microsoft
966 Developer Studio.  In this case, run this to generate perlxsi.c:
967
968  perl -MExtUtils::Embed -e xsinit
969
970 Create a new project and Insert -> Files into Project: perlxsi.c,
971 perl.lib, and your own source files, e.g. interp.c.  Typically you'll
972 find perl.lib in B<C:\perl\lib\CORE>, if not, you should see the
973 B<CORE> directory relative to C<perl -V:archlib>.  The studio will
974 also need this path so it knows where to find Perl include files.
975 This path can be added via the Tools -> Options -> Directories menu.
976 Finally, select Build -> Build interp.exe and you're ready to go.
977
978 =head1 MORAL
979
980 You can sometimes I<write faster code> in C, but
981 you can always I<write code faster> in Perl.  Because you can use
982 each from the other, combine them as you wish.
983
984
985 =head1 AUTHOR
986
987 Jon Orwant <F<orwant@tpj.com>> and Doug MacEachern
988 <F<dougm@osf.org>>, with small contributions from Tim Bunce, Tom
989 Christiansen, Guy Decoux, Hallvard Furuseth, Dov Grobgeld, and Ilya
990 Zakharevich.
991
992 Doug MacEachern has an article on embedding in Volume 1, Issue 4 of
993 The Perl Journal (http://tpj.com).  Doug is also the developer of the
994 most widely-used Perl embedding: the mod_perl system
995 (perl.apache.org), which embeds Perl in the Apache web server.
996 Oracle, Binary Evolution, ActiveState, and Ben Sugars's nsapi_perl
997 have used this model for Oracle, Netscape and Internet Information
998 Server Perl plugins.
999
1000 July 22, 1998
1001
1002 =head1 COPYRIGHT
1003
1004 Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998 Doug MacEachern and Jon Orwant.  All
1005 Rights Reserved.
1006
1007 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
1008 documentation provided the copyright notice and this permission notice are
1009 preserved on all copies.
1010
1011 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
1012 documentation under the conditions for verbatim copying, provided also
1013 that they are marked clearly as modified versions, that the authors'
1014 names and title are unchanged (though subtitles and additional
1015 authors' names may be added), and that the entire resulting derived
1016 work is distributed under the terms of a permission notice identical
1017 to this one.
1018
1019 Permission is granted to copy and distribute translations of this
1020 documentation into another language, under the above conditions for
1021 modified versions.