- Moved unused argc, temp variable into small scope.
[dragonfly.git] / contrib / perl5 / 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>, and L<perlguts>.
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 L<Compiling your C program>
41
42 L<Adding a Perl interpreter to your C program>
43
44 L<Calling a Perl subroutine from your C program>
45
46 L<Evaluating a Perl statement from your C program>
47
48 L<Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program>
49
50 L<Fiddling with the Perl stack from your C program>
51
52 L<Maintaining a persistent interpreter>
53
54 L<Maintaining multiple interpreter instances>
55
56 L<Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program>
57
58 L<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<perl_call_*>
204 functions documented in L<perlcall>.
205 In this example we'll use C<perl_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         perl_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<perl_call_argv>.  For other data types, or to examine return values,
261 you'll need to manipulate the Perl stack.  That's demonstrated in the
262 last section of this document: L<Fiddling with the Perl stack from
263 your C program>.
264
265 =head2 Evaluating a Perl statement from your C program
266
267 Perl provides two API functions to evaluate pieces of Perl code.
268 These are L<perlguts/perl_eval_sv> and L<perlguts/perl_eval_pv>.
269
270 Arguably, these are the only routines you'll ever need to execute
271 snippets of Perl code from within your C program.  Your code can be as
272 long as you wish; it can contain multiple statements; it can employ
273 L<perlfunc/use>, L<perlfunc/require>, and L<perlfunc/do> to
274 include external Perl files.
275
276 I<perl_eval_pv> lets us evaluate individual Perl strings, and then
277 extract variables for coercion into C types.  The following program,
278 I<string.c>, executes three Perl strings, extracting an C<int> from
279 the first, a C<float> from the second, and a C<char *> from the third.
280
281    #include <EXTERN.h>
282    #include <perl.h>
283    
284    static PerlInterpreter *my_perl;
285    
286    main (int argc, char **argv, char **env)
287    {
288        STRLEN n_a;
289        char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
290    
291        my_perl = perl_alloc();
292        perl_construct( my_perl );
293    
294        perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
295        perl_run(my_perl);
296    
297        /** Treat $a as an integer **/
298        perl_eval_pv("$a = 3; $a **= 2", TRUE);
299        printf("a = %d\n", SvIV(perl_get_sv("a", FALSE)));
300    
301        /** Treat $a as a float **/
302        perl_eval_pv("$a = 3.14; $a **= 2", TRUE);
303        printf("a = %f\n", SvNV(perl_get_sv("a", FALSE)));
304    
305        /** Treat $a as a string **/
306        perl_eval_pv("$a = 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'; $a = reverse($a);", TRUE);
307        printf("a = %s\n", SvPV(perl_get_sv("a", FALSE), n_a));
308    
309        perl_destruct(my_perl);
310        perl_free(my_perl);
311    }
312
313 All of those strange functions with I<sv> in their names help convert Perl scalars to C types.  They're described in L<perlguts>.
314
315 If you compile and run I<string.c>, you'll see the results of using
316 I<SvIV()> to create an C<int>, I<SvNV()> to create a C<float>, and
317 I<SvPV()> to create a string:
318
319    a = 9
320    a = 9.859600
321    a = Just Another Perl Hacker
322
323 In the example above, we've created a global variable to temporarily
324 store the computed value of our eval'd expression.  It is also
325 possible and in most cases a better strategy to fetch the return value
326 from I<perl_eval_pv()> instead.  Example:
327
328    ...
329    STRLEN n_a;
330    SV *val = perl_eval_pv("reverse 'rekcaH lreP rehtonA tsuJ'", TRUE);
331    printf("%s\n", SvPV(val,n_a));
332    ...
333
334 This way, we avoid namespace pollution by not creating global
335 variables and we've simplified our code as well.
336
337 =head2 Performing Perl pattern matches and substitutions from your C program
338
339 The I<perl_eval_sv()> function lets us evaluate strings of Perl code, so we can
340 define some functions that use it to "specialize" in matches and
341 substitutions: I<match()>, I<substitute()>, and I<matches()>.
342
343    I32 match(SV *string, char *pattern);
344
345 Given a string and a pattern (e.g., C<m/clasp/> or C</\b\w*\b/>, which
346 in your C program might appear as "/\\b\\w*\\b/"), match()
347 returns 1 if the string matches the pattern and 0 otherwise.
348
349    int substitute(SV **string, char *pattern);
350
351 Given a pointer to an C<SV> and an C<=~> operation (e.g.,
352 C<s/bob/robert/g> or C<tr[A-Z][a-z]>), substitute() modifies the string
353 within the C<AV> at according to the operation, returning the number of substitutions
354 made.
355
356    int matches(SV *string, char *pattern, AV **matches);
357
358 Given an C<SV>, a pattern, and a pointer to an empty C<AV>,
359 matches() evaluates C<$string =~ $pattern> in an array context, and
360 fills in I<matches> with the array elements, returning the number of matches found.
361
362 Here's a sample program, I<match.c>, that uses all three (long lines have
363 been wrapped here):
364
365  #include <EXTERN.h>
366  #include <perl.h>
367  
368  /** my_perl_eval_sv(code, error_check)
369  ** kinda like perl_eval_sv(), 
370  ** but we pop the return value off the stack 
371  **/
372  SV* my_perl_eval_sv(SV *sv, I32 croak_on_error)
373  {
374      dSP;
375      SV* retval;
376      STRLEN n_a;
377  
378      PUSHMARK(SP);
379      perl_eval_sv(sv, G_SCALAR);
380  
381      SPAGAIN;
382      retval = POPs;
383      PUTBACK;
384  
385      if (croak_on_error && SvTRUE(ERRSV))
386         croak(SvPVx(ERRSV, n_a));
387  
388      return retval;
389  }
390  
391  /** match(string, pattern)
392  **
393  ** Used for matches in a scalar context.
394  **
395  ** Returns 1 if the match was successful; 0 otherwise.
396  **/
397  
398  I32 match(SV *string, char *pattern)
399  {
400      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
401      STRLEN n_a;
402  
403      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; $string =~ %s",
404               SvPV(string,n_a), pattern);
405  
406      retval = my_perl_eval_sv(command, TRUE);
407      SvREFCNT_dec(command);
408  
409      return SvIV(retval);
410  }
411  
412  /** substitute(string, pattern)
413  **
414  ** Used for =~ operations that modify their left-hand side (s/// and tr///)
415  **
416  ** Returns the number of successful matches, and
417  ** modifies the input string if there were any.
418  **/
419  
420  I32 substitute(SV **string, char *pattern)
421  {
422      SV *command = NEWSV(1099, 0), *retval;
423      STRLEN n_a;
424  
425      sv_setpvf(command, "$string = '%s'; ($string =~ %s)",
426               SvPV(*string,n_a), pattern);
427  
428      retval = my_perl_eval_sv(command, TRUE);
429      SvREFCNT_dec(command);
430  
431      *string = perl_get_sv("string", FALSE);
432      return SvIV(retval);
433  }
434  
435  /** matches(string, pattern, matches)
436  **
437  ** Used for matches in an array context.
438  **
439  ** Returns the number of matches,
440  ** and fills in **matches with the matching substrings
441  **/
442  
443  I32 matches(SV *string, char *pattern, AV **match_list)
444  {
445      SV *command = NEWSV(1099, 0);
446      I32 num_matches;
447      STRLEN n_a;
448  
449      sv_setpvf(command, "my $string = '%s'; @array = ($string =~ %s)",
450               SvPV(string,n_a), pattern);
451  
452      my_perl_eval_sv(command, TRUE);
453      SvREFCNT_dec(command);
454  
455      *match_list = perl_get_av("array", FALSE);
456      num_matches = av_len(*match_list) + 1; /** assume $[ is 0 **/
457  
458      return num_matches;
459  }
460  
461  main (int argc, char **argv, char **env)
462  {
463      PerlInterpreter *my_perl = perl_alloc();
464      char *embedding[] = { "", "-e", "0" };
465      AV *match_list;
466      I32 num_matches, i;
467      SV *text = NEWSV(1099,0);
468      STRLEN n_a;
469  
470      perl_construct(my_perl);
471      perl_parse(my_perl, NULL, 3, embedding, NULL);
472  
473      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");
474  
475      if (match(text, "m/quarter/")) /** Does text contain 'quarter'? **/
476         printf("match: Text contains the word 'quarter'.\n\n");
477      else
478         printf("match: Text doesn't contain the word 'quarter'.\n\n");
479  
480      if (match(text, "m/eighth/")) /** Does text contain 'eighth'? **/
481         printf("match: Text contains the word 'eighth'.\n\n");
482      else
483         printf("match: Text doesn't contain the word 'eighth'.\n\n");
484  
485      /** Match all occurrences of /wi../ **/
486      num_matches = matches(text, "m/(wi..)/g", &match_list);
487      printf("matches: m/(wi..)/g found %d matches...\n", num_matches);
488  
489      for (i = 0; i < num_matches; i++)
490         printf("match: %s\n", SvPV(*av_fetch(match_list, i, FALSE),n_a));
491      printf("\n");
492  
493      /** Remove all vowels from text **/
494      num_matches = substitute(&text, "s/[aeiou]//gi");
495      if (num_matches) {
496         printf("substitute: s/[aeiou]//gi...%d substitutions made.\n",
497                num_matches);
498         printf("Now text is: %s\n\n", SvPV(text,n_a));
499      }
500  
501      /** Attempt a substitution **/
502      if (!substitute(&text, "s/Perl/C/")) {
503         printf("substitute: s/Perl/C...No substitution made.\n\n");
504      }
505  
506      SvREFCNT_dec(text);
507      PL_perl_destruct_level = 1;
508      perl_destruct(my_perl);
509      perl_free(my_perl);
510  }
511
512 which produces the output (again, long lines have been wrapped here)
513
514    match: Text contains the word 'quarter'.
515
516    match: Text doesn't contain the word 'eighth'.
517
518    matches: m/(wi..)/g found 2 matches...
519    match: will
520    match: with
521
522    substitute: s/[aeiou]//gi...139 substitutions made.
523    Now text is: Whn h s t  cnvnnc str nd th bll cms t sm mnt lk 76 cnts,
524    Mynrd s wr tht thr s smthng h *shld* d, smthng tht wll nbl hm t gt bck
525    qrtr, bt h hs n d *wht*.  H fmbls thrgh hs rd sqzy chngprs nd gvs th by
526    thr xtr pnns wth hs dllr, hpng tht h mght lck nt th crrct mnt.  Th by gvs
527    hm bck tw f hs wn pnns nd thn th bg shny qrtr tht s hs prz. -RCHH
528
529    substitute: s/Perl/C...No substitution made.
530
531 =head2 Fiddling with the Perl stack from your C program
532
533 When trying to explain stacks, most computer science textbooks mumble
534 something about spring-loaded columns of cafeteria plates: the last
535 thing you pushed on the stack is the first thing you pop off.  That'll
536 do for our purposes: your C program will push some arguments onto "the Perl
537 stack", shut its eyes while some magic happens, and then pop the
538 results--the return value of your Perl subroutine--off the stack.
539
540 First you'll need to know how to convert between C types and Perl
541 types, with newSViv() and sv_setnv() and newAV() and all their
542 friends.  They're described in L<perlguts>.
543
544 Then you'll need to know how to manipulate the Perl stack.  That's
545 described in L<perlcall>.
546
547 Once you've understood those, embedding Perl in C is easy.
548
549 Because C has no builtin function for integer exponentiation, let's
550 make Perl's ** operator available to it (this is less useful than it
551 sounds, because Perl implements ** with C's I<pow()> function).  First
552 I'll create a stub exponentiation function in I<power.pl>:
553
554     sub expo {
555         my ($a, $b) = @_;
556         return $a ** $b;
557     }
558
559 Now I'll create a C program, I<power.c>, with a function
560 I<PerlPower()> that contains all the perlguts necessary to push the
561 two arguments into I<expo()> and to pop the return value out.  Take a
562 deep breath...
563
564     #include <EXTERN.h>
565     #include <perl.h>
566
567     static PerlInterpreter *my_perl;
568
569     static void
570     PerlPower(int a, int b)
571     {
572       dSP;                            /* initialize stack pointer      */
573       ENTER;                          /* everything created after here */
574       SAVETMPS;                       /* ...is a temporary variable.   */
575       PUSHMARK(SP);                   /* remember the stack pointer    */
576       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a))); /* push the base onto the stack  */
577       XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b))); /* push the exponent onto stack  */
578       PUTBACK;                      /* make local stack pointer global */
579       perl_call_pv("expo", G_SCALAR); /* call the function             */
580       SPAGAIN;                        /* refresh stack pointer         */
581                                     /* pop the return value from stack */
582       printf ("%d to the %dth power is %d.\n", a, b, POPi);
583       PUTBACK;
584       FREETMPS;                       /* free that return value        */
585       LEAVE;                       /* ...and the XPUSHed "mortal" args.*/
586     }
587
588     int main (int argc, char **argv, char **env)
589     {
590       char *my_argv[] = { "", "power.pl" };
591
592       my_perl = perl_alloc();
593       perl_construct( my_perl );
594
595       perl_parse(my_perl, NULL, 2, my_argv, (char **)NULL);
596       perl_run(my_perl);
597
598       PerlPower(3, 4);                      /*** Compute 3 ** 4 ***/
599
600       perl_destruct(my_perl);
601       perl_free(my_perl);
602     }
603
604
605
606 Compile and run:
607
608     % cc -o power power.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
609
610     % power
611     3 to the 4th power is 81.
612
613 =head2 Maintaining a persistent interpreter
614
615 When developing interactive and/or potentially long-running
616 applications, it's a good idea to maintain a persistent interpreter
617 rather than allocating and constructing a new interpreter multiple
618 times.  The major reason is speed: since Perl will only be loaded into
619 memory once.
620
621 However, you have to be more cautious with namespace and variable
622 scoping when using a persistent interpreter.  In previous examples
623 we've been using global variables in the default package C<main>.  We
624 knew exactly what code would be run, and assumed we could avoid
625 variable collisions and outrageous symbol table growth.
626
627 Let's say your application is a server that will occasionally run Perl
628 code from some arbitrary file.  Your server has no way of knowing what
629 code it's going to run.  Very dangerous.
630
631 If the file is pulled in by C<perl_parse()>, compiled into a newly
632 constructed interpreter, and subsequently cleaned out with
633 C<perl_destruct()> afterwards, you're shielded from most namespace
634 troubles.
635
636 One way to avoid namespace collisions in this scenario is to translate
637 the filename into a guaranteed-unique package name, and then compile
638 the code into that package using L<perlfunc/eval>.  In the example
639 below, each file will only be compiled once.  Or, the application
640 might choose to clean out the symbol table associated with the file
641 after it's no longer needed.  Using L<perlcall/perl_call_argv>, We'll
642 call the subroutine C<Embed::Persistent::eval_file> which lives in the
643 file C<persistent.pl> and pass the filename and boolean cleanup/cache
644 flag as arguments.
645
646 Note that the process will continue to grow for each file that it
647 uses.  In addition, there might be C<AUTOLOAD>ed subroutines and other
648 conditions that cause Perl's symbol table to grow.  You might want to
649 add some logic that keeps track of the process size, or restarts
650 itself after a certain number of requests, to ensure that memory
651 consumption is minimized.  You'll also want to scope your variables
652 with L<perlfunc/my> whenever possible.
653
654
655  package Embed::Persistent;
656  #persistent.pl
657
658  use strict;
659  use vars '%Cache';
660  use Symbol qw(delete_package);
661
662  sub valid_package_name {
663      my($string) = @_;
664      $string =~ s/([^A-Za-z0-9\/])/sprintf("_%2x",unpack("C",$1))/eg;
665      # second pass only for words starting with a digit
666      $string =~ s|/(\d)|sprintf("/_%2x",unpack("C",$1))|eg;
667
668      # Dress it up as a real package name
669      $string =~ s|/|::|g;
670      return "Embed" . $string;
671  }
672
673  sub eval_file {
674      my($filename, $delete) = @_;
675      my $package = valid_package_name($filename);
676      my $mtime = -M $filename;
677      if(defined $Cache{$package}{mtime}
678         &&
679         $Cache{$package}{mtime} <= $mtime)
680      {
681         # we have compiled this subroutine already,
682         # it has not been updated on disk, nothing left to do
683         print STDERR "already compiled $package->handler\n";
684      }
685      else {
686         local *FH;
687         open FH, $filename or die "open '$filename' $!";
688         local($/) = undef;
689         my $sub = <FH>;
690         close FH;
691
692         #wrap the code into a subroutine inside our unique package
693         my $eval = qq{package $package; sub handler { $sub; }};
694         {
695             # hide our variables within this block
696             my($filename,$mtime,$package,$sub);
697             eval $eval;
698         }
699         die $@ if $@;
700
701         #cache it unless we're cleaning out each time
702         $Cache{$package}{mtime} = $mtime unless $delete;
703      }
704
705      eval {$package->handler;};
706      die $@ if $@;
707
708      delete_package($package) if $delete;
709
710      #take a look if you want
711      #print Devel::Symdump->rnew($package)->as_string, $/;
712  }
713
714  1;
715
716  __END__
717
718  /* persistent.c */
719  #include <EXTERN.h>
720  #include <perl.h>
721
722  /* 1 = clean out filename's symbol table after each request, 0 = don't */
723  #ifndef DO_CLEAN
724  #define DO_CLEAN 0
725  #endif
726
727  static PerlInterpreter *perl = NULL;
728
729  int
730  main(int argc, char **argv, char **env)
731  {
732      char *embedding[] = { "", "persistent.pl" };
733      char *args[] = { "", DO_CLEAN, NULL };
734      char filename [1024];
735      int exitstatus = 0;
736      STRLEN n_a;
737
738      if((perl = perl_alloc()) == NULL) {
739         fprintf(stderr, "no memory!");
740         exit(1);
741      }
742      perl_construct(perl);
743
744      exitstatus = perl_parse(perl, NULL, 2, embedding, NULL);
745
746      if(!exitstatus) {
747         exitstatus = perl_run(perl);
748
749         while(printf("Enter file name: ") && gets(filename)) {
750
751             /* call the subroutine, passing it the filename as an argument */
752             args[0] = filename;
753             perl_call_argv("Embed::Persistent::eval_file",
754                            G_DISCARD | G_EVAL, args);
755
756             /* check $@ */
757             if(SvTRUE(ERRSV))
758                 fprintf(stderr, "eval error: %s\n", SvPV(ERRSV,n_a));
759         }
760      }
761
762      PL_perl_destruct_level = 0;
763      perl_destruct(perl);
764      perl_free(perl);
765      exit(exitstatus);
766  }
767
768 Now compile:
769
770  % cc -o persistent persistent.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
771
772 Here's a example script file:
773
774  #test.pl
775  my $string = "hello";
776  foo($string);
777
778  sub foo {
779      print "foo says: @_\n";
780  }
781
782 Now run:
783
784  % persistent
785  Enter file name: test.pl
786  foo says: hello
787  Enter file name: test.pl
788  already compiled Embed::test_2epl->handler
789  foo says: hello
790  Enter file name: ^C
791
792 =head2 Maintaining multiple interpreter instances
793
794 Some rare applications will need to create more than one interpreter
795 during a session.  Such an application might sporadically decide to
796 release any resources associated with the interpreter.
797
798 The program must take care to ensure that this takes place I<before>
799 the next interpreter is constructed.  By default, the global variable
800 C<PL_perl_destruct_level> is set to C<0>, since extra cleaning isn't
801 needed when a program has only one interpreter.
802
803 Setting C<PL_perl_destruct_level> to C<1> makes everything squeaky clean:
804
805  PL_perl_destruct_level = 1;
806
807  while(1) {
808      ...
809      /* reset global variables here with PL_perl_destruct_level = 1 */
810      perl_construct(my_perl);
811      ...
812      /* clean and reset _everything_ during perl_destruct */
813      perl_destruct(my_perl);
814      perl_free(my_perl);
815      ...
816      /* let's go do it again! */
817  }
818
819 When I<perl_destruct()> is called, the interpreter's syntax parse tree
820 and symbol tables are cleaned up, and global variables are reset.
821
822 Now suppose we have more than one interpreter instance running at the
823 same time.  This is feasible, but only if you used the
824 C<-DMULTIPLICITY> flag when building Perl.  By default, that sets
825 C<PL_perl_destruct_level> to C<1>.
826
827 Let's give it a try:
828
829
830  #include <EXTERN.h>
831  #include <perl.h>
832
833  /* we're going to embed two interpreters */
834  /* we're going to embed two interpreters */
835
836  #define SAY_HELLO "-e", "print qq(Hi, I'm $^X\n)"
837
838  int main(int argc, char **argv, char **env)
839  {
840      PerlInterpreter
841          *one_perl = perl_alloc(),
842          *two_perl = perl_alloc();
843      char *one_args[] = { "one_perl", SAY_HELLO };
844      char *two_args[] = { "two_perl", SAY_HELLO };
845
846      perl_construct(one_perl);
847      perl_construct(two_perl);
848
849      perl_parse(one_perl, NULL, 3, one_args, (char **)NULL);
850      perl_parse(two_perl, NULL, 3, two_args, (char **)NULL);
851
852      perl_run(one_perl);
853      perl_run(two_perl);
854
855      perl_destruct(one_perl);
856      perl_destruct(two_perl);
857
858      perl_free(one_perl);
859      perl_free(two_perl);
860  }
861
862
863 Compile as usual:
864
865  % cc -o multiplicity multiplicity.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
866
867 Run it, Run it:
868
869  % multiplicity
870  Hi, I'm one_perl
871  Hi, I'm two_perl
872
873 =head2 Using Perl modules, which themselves use C libraries, from your C program
874
875 If you've played with the examples above and tried to embed a script
876 that I<use()>s a Perl module (such as I<Socket>) which itself uses a C or C++ library,
877 this probably happened:
878
879
880  Can't load module Socket, dynamic loading not available in this perl.
881   (You may need to build a new perl executable which either supports
882   dynamic loading or has the Socket module statically linked into it.)
883
884
885 What's wrong?
886
887 Your interpreter doesn't know how to communicate with these extensions
888 on its own.  A little glue will help.  Up until now you've been
889 calling I<perl_parse()>, handing it NULL for the second argument:
890
891  perl_parse(my_perl, NULL, argc, my_argv, NULL);
892
893 That's where the glue code can be inserted to create the initial contact between
894 Perl and linked C/C++ routines.  Let's take a look some pieces of I<perlmain.c>
895 to see how Perl does this:
896
897
898  #ifdef __cplusplus
899  #  define EXTERN_C extern "C"
900  #else
901  #  define EXTERN_C extern
902  #endif
903
904  static void xs_init _((void));
905
906  EXTERN_C void boot_DynaLoader _((CV* cv));
907  EXTERN_C void boot_Socket _((CV* cv));
908
909
910  EXTERN_C void
911  xs_init()
912  {
913         char *file = __FILE__;
914         /* DynaLoader is a special case */
915         newXS("DynaLoader::boot_DynaLoader", boot_DynaLoader, file);
916         newXS("Socket::bootstrap", boot_Socket, file);
917  }
918
919 Simply put: for each extension linked with your Perl executable
920 (determined during its initial configuration on your
921 computer or when adding a new extension),
922 a Perl subroutine is created to incorporate the extension's
923 routines.  Normally, that subroutine is named
924 I<Module::bootstrap()> and is invoked when you say I<use Module>.  In
925 turn, this hooks into an XSUB, I<boot_Module>, which creates a Perl
926 counterpart for each of the extension's XSUBs.  Don't worry about this
927 part; leave that to the I<xsubpp> and extension authors.  If your
928 extension is dynamically loaded, DynaLoader creates I<Module::bootstrap()>
929 for you on the fly.  In fact, if you have a working DynaLoader then there
930 is rarely any need to link in any other extensions statically.
931
932
933 Once you have this code, slap it into the second argument of I<perl_parse()>:
934
935
936  perl_parse(my_perl, xs_init, argc, my_argv, NULL);
937
938
939 Then compile:
940
941  % cc -o interp interp.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts -e ldopts`
942
943  % interp
944    use Socket;
945    use SomeDynamicallyLoadedModule;
946
947    print "Now I can use extensions!\n"'
948
949 B<ExtUtils::Embed> can also automate writing the I<xs_init> glue code.
950
951  % perl -MExtUtils::Embed -e xsinit -- -o perlxsi.c
952  % cc -c perlxsi.c `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
953  % cc -c interp.c  `perl -MExtUtils::Embed -e ccopts`
954  % cc -o interp perlxsi.o interp.o `perl -MExtUtils::Embed -e ldopts`
955
956 Consult L<perlxs> and L<perlguts> for more details.
957
958 =head1 Embedding Perl under Win32
959
960 At the time of this writing (5.004), there are two versions of Perl
961 which run under Win32.  (The two versions are merging in 5.005.)
962 Interfacing to ActiveState's Perl library is quite different from the
963 examples in this documentation, as significant changes were made to
964 the internal Perl API.  However, it is possible to embed ActiveState's
965 Perl runtime.  For details, see the Perl for Win32 FAQ at
966 http://www.perl.com/CPAN/doc/FAQs/win32/perlwin32faq.html.
967
968 With the "official" Perl version 5.004 or higher, all the examples
969 within this documentation will compile and run untouched, although
970 the build process is slightly different between Unix and Win32.  
971
972 For starters, backticks don't work under the Win32 native command shell.
973 The ExtUtils::Embed kit on CPAN ships with a script called
974 B<genmake>, which generates a simple makefile to build a program from
975 a single C source file.  It can be used like this:
976
977  C:\ExtUtils-Embed\eg> perl genmake interp.c
978  C:\ExtUtils-Embed\eg> nmake
979  C:\ExtUtils-Embed\eg> interp -e "print qq{I'm embedded in Win32!\n}"
980
981 You may wish to use a more robust environment such as the Microsoft
982 Developer Studio.  In this case, run this to generate perlxsi.c:
983
984  perl -MExtUtils::Embed -e xsinit
985
986 Create a new project and Insert -> Files into Project: perlxsi.c,
987 perl.lib, and your own source files, e.g. interp.c.  Typically you'll
988 find perl.lib in B<C:\perl\lib\CORE>, if not, you should see the
989 B<CORE> directory relative to C<perl -V:archlib>.  The studio will
990 also need this path so it knows where to find Perl include files.
991 This path can be added via the Tools -> Options -> Directories menu.
992 Finally, select Build -> Build interp.exe and you're ready to go.
993
994 =head1 MORAL
995
996 You can sometimes I<write faster code> in C, but
997 you can always I<write code faster> in Perl.  Because you can use
998 each from the other, combine them as you wish.
999
1000
1001 =head1 AUTHOR
1002
1003 Jon Orwant <F<orwant@tpj.com>> and Doug MacEachern
1004 <F<dougm@osf.org>>, with small contributions from Tim Bunce, Tom
1005 Christiansen, Guy Decoux, Hallvard Furuseth, Dov Grobgeld, and Ilya
1006 Zakharevich.
1007
1008 Doug MacEachern has an article on embedding in Volume 1, Issue 4 of
1009 The Perl Journal (http://tpj.com).  Doug is also the developer of the
1010 most widely-used Perl embedding: the mod_perl system
1011 (perl.apache.org), which embeds Perl in the Apache web server.
1012 Oracle, Binary Evolution, ActiveState, and Ben Sugars's nsapi_perl
1013 have used this model for Oracle, Netscape and Internet Information
1014 Server Perl plugins.
1015
1016 July 22, 1998
1017
1018 =head1 COPYRIGHT
1019
1020 Copyright (C) 1995, 1996, 1997, 1998 Doug MacEachern and Jon Orwant.  All
1021 Rights Reserved.
1022
1023 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
1024 documentation provided the copyright notice and this permission notice are
1025 preserved on all copies.
1026
1027 Permission is granted to copy and distribute modified versions of this
1028 documentation under the conditions for verbatim copying, provided also
1029 that they are marked clearly as modified versions, that the authors'
1030 names and title are unchanged (though subtitles and additional
1031 authors' names may be added), and that the entire resulting derived
1032 work is distributed under the terms of a permission notice identical
1033 to this one.
1034
1035 Permission is granted to copy and distribute translations of this
1036 documentation into another language, under the above conditions for
1037 modified versions.