Reflexión de macros de C en Zig

(jstrieb.github.io)

1 puntos por GN⁺ 2024-07-31 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp

Reflexión de macros de C en Zig

Zig
- Zig es un nuevo lenguaje de programación enfocado en la programación de bajo nivel y de sistemas, y se está posicionando como un lenguaje capaz de reemplazar a C
- Aunque sigue en desarrollo, ya se usa en proyectos como Bun y TigerBeetle
- Una de las características más impresionantes de Zig es su excelente interoperabilidad con C

Llamada a bibliotecas externas

En Zig se pueden llamar bibliotecas externas fácilmente

Código de ejemplo:

const win = @import("std").os.windows;
extern "user32" fn MessageBoxA(?win.HWND, [*:0]const u8, [*:0]const u8, u32,) callconv(win.WINAPI) i32;
pub fn main() !void {
  _ = MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
}

Importación de archivos de cabecera de C
- En Zig se pueden importar archivos de cabecera de C y usarlos como si fueran importaciones normales de Zig
- Código de ejemplo:
```
const win32 = @cImport({
  @cInclude("windows.h");
  @cInclude("winuser.h");
});
pub fn main() !void {
  _ = win32.MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
}
```

Programación para Windows

Una aplicación típica de Windows tiene una función main y una función window procedure
La función main inicializa la aplicación y ejecuta un bucle que envía mensajes a la window procedure
La window procedure recibe y procesa los mensajes

Código de ejemplo:

const std = @import("std");
const windows = std.os.windows;
const win32 = @cImport({
  @cInclude("windows.h");
  @cInclude("winuser.h");
});
var stdout: std.fs.File.Writer = undefined;
pub export fn WindowProc(hwnd: win32.HWND, uMsg: c_uint, wParam: win32.WPARAM, lParam: win32.LPARAM) callconv(windows.WINAPI) win32.LRESULT {
  _ = switch (uMsg) {
    win32.WM_CLOSE => win32.DestroyWindow(hwnd),
    win32.WM_DESTROY => win32.PostQuitMessage(0),
    else => {
      stdout.print("Unknown window message: 0x{x:0>4}\n", .{uMsg}) catch undefined;
    },
  };
  return win32.DefWindowProcA(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}
pub export fn main(hInstance: win32.HINSTANCE) c_int {
  stdout = std.io.getStdOut().writer();
  var class = std.mem.zeroes(win32.WNDCLASSEXA);
  class.cbSize = @sizeOf(win32.WNDCLASSEXA);
  class.style = win32.CS_VREDRAW | win32.CS_HREDRAW;
  class.hInstance = hInstance;
  class.lpszClassName = "Class";
  class.lpfnWndProc = WindowProc;
  _ = win32.RegisterClassExA(&class);
  const hwnd = win32.CreateWindowExA(win32.WS_EX_CLIENTEDGE, "Class", "Window", win32.WS_OVERLAPPEDWINDOW, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, win32.CW_USEDEFAULT, null, null, hInstance, null);
  _ = win32.ShowWindow(hwnd, win32.SW_NORMAL);
  _ = win32.UpdateWindow(hwnd);
  var message: win32.MSG = std.mem.zeroes(win32.MSG);
  while (win32.GetMessageA(&message, null, 0, 0) > 0) {
    _ = win32.TranslateMessage(&message);
    _ = win32.DispatchMessageA(&message);
  }
  return 0;
}

Reflexión

Mapear macros de C puede ser tedioso
En Zig se puede usar la función @typeInfo para enumerar campos y declaraciones de estructuras
Esto permite reflejar macros de C dentro de Zig

Código de ejemplo:

const window_messages = get_window_messages();
fn get_window_messages() [65536][:0]const u8 {
  var result: [65536][:0]const u8 = undefined;
  @setEvalBranchQuota(1000000);
  for (@typeInfo(win32).Struct.decls) |field| {
    if (field.name.len >= 3 and std.mem.eql(u8, field.name[0..3], "WM_")) {
      const value = @field(win32, field.name);
      result[value] = field.name;
    }
  }
  return result;
}
pub export fn WindowProc(hwnd: win32.HWND, uMsg: c_uint, wParam: win32.WPARAM, lParam: win32.LPARAM) callconv(windows.WINAPI) win32.LRESULT {
  _ = switch (uMsg) {
    win32.WM_CLOSE => win32.DestroyWindow(hwnd),
    win32.WM_DESTROY => win32.PostQuitMessage(0),
    else => {
      stdout.print("{s}: 0x{x:0>4}\n", .{ window_messages[uMsg], uMsg }) catch undefined;
    },
  };
  return win32.DefWindowProcA(hwnd, uMsg, wParam, lParam);
}

Conclusión
- Zig puede realizar las funciones de C de una forma más conveniente usando estructuras de lenguaje de programación más modernas
- Zig incluye una cadena de herramientas de compilación de C, por lo que puede incorporar sin fricción las declaraciones de archivos de cabecera de C
- La filosofía pragmática de Zig se hace evidente apenas se empieza a aprender el lenguaje
- El diseño intuitivo y consistente de Zig contribuye a mejorar la productividad

Resumen de GN⁺

Zig es un nuevo lenguaje enfocado en la programación de bajo nivel y de sistemas, con una excelente interoperabilidad con C
Zig puede importar y usar archivos de cabecera de C, y también puede reflejar macros de C dentro de Zig
La filosofía pragmática y el diseño intuitivo de Zig ayudan mucho a la hora de aprender y usar el lenguaje
Zig ofrece una ruta para migrar bases de código existentes en C hacia Zig, superando barreras para la adopción del lenguaje

1 comentarios

GN⁺ 2024-07-31

Comentarios de Hacker News

La función @cImport está por eliminarse
- Sigue siendo posible importar archivos C, pero requiere más trabajo
- Quieren eliminar esta función del lenguaje para quitar la dependencia de libclang

Código de ejemplo:

const win32 = @cImport({
  @cInclude("windows.h");
  @cInclude("winuser.h");
});

pub fn main() !void {
  _ = win32.MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
}

Código equivalente en D:

import windows, winuser;
void main() {
  MessageBoxA(null, "world!", "Hello", 0);
}

El compilador se encarga del resto
Hay personas que piden una sintaxis especial para importar archivos C, pero esta simplicidad es mejor
Quiero que me guste Zig, pero me he topado con algunos problemas
- Creo que en su mayoría se debe a que todavía no es la versión 1.0
- Por ejemplo, la forma recomendada de iniciar un proyecto con zig init trae mucho código innecesario
- Hace poco descubrí que se puede saltar la parte de inicialización con zig build-exe filename.zig
- También tuve muchos problemas con la integración del editor
- Instalé la extensión de VSCode, pero el autocompletado y demás no funcionan bien
- Lo más probable es que sea error del usuario, así que voy a intentarlo de nuevo el fin de semana
El preprocesador de Clang no está implementado como una etapa separada previa a la compilación
- Esencialmente forma parte del lexer
- Creo que gcc probablemente use un enfoque similar
- Acceder a los nombres de las macros no es técnicamente imposible
- No se implementa porque no hay mucha demanda
Escribí en el blog cómo hacer algo similar en D usando ImportC
- Enlace al blog
Parece que cada enum añadirá al ejecutable al menos UINT16_MAX*sizeof(intptr_t) bytes
La definición de funciones se ve muy fácil de leer
- Lo he visto en otros lenguajes, pero normalmente es bastante horrible
- Tal vez valga la pena aprender Zig
- Esta es una función decisiva
Me gusta el sitio
- Parece que Zig de verdad está ganando popularidad

Reflexión de macros de C en Zig

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