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TCL和C的混合编程

Tcl作为一种脚本语言具有非常高的效率,因此在实际的设计中我们可以采用TCl来完成一些对性能要求不是很高但是用C却需要很长开发周期的任务,而只把执行时间有很高的要求的部分采用C语言设计

1 在C中引用TCL时要包含头文件<tcl.h>编写,c中的所有tcl命令均通过TCL解释器Tcl_Interp完成。他是一个C结构体

主要的函数有

Tcl_Interp
* Tcl_CreateInterp();//产生tcl解释器
Tcl_DeleteInterp(Tcl_Interp *interp); //删除tcl解释器
Tcl_InterpDeleted(Tcl_Interp *interp); //检测解释器是否已经被删除,未被删除则返回非零值
Tcl_Interp *Tcl_CreateSlave(Tcl_Interp *Interp,CONST char slavename, int issafe ); //创建从解释器,issafe决定是否创建安全的解释器
int Tcl_IsSafe(Tcl_Interp *interp);//检测是否为安全的解释器,安全返回1, 不安全返回0
int Tcl_MakeSafe(Tcl_Interp *interp); //产生安全的解释器
Tcl_Interp *Tcl_GetSlave(Tcl_Interp *Interp, const char *slavename);//返回从解释器
Tcl_Interp *Tcl_GetMaster(Tcl_Interp *Interp);//获取从解释器的主解释器
Tcl_Interp *Tcl_GetInterpPath(Tcl_Interp *askinterp, Tcl_interp *slaveInterp);//成功返回TCL_OK,否则返回TCL_ERROR,askinterp会被设为askinterp和slaveInterp之间的路径。
一.tcl中调用c/c++  主要是利用c/c++处理复杂逻辑的能力,对于tcl来说,实际上就是一个扩展,因为你可以通过Tcl_CreateCommand函数,创建出一个新的tcl命令。  具体操作方法需要分情况:
 
1.如果当前tcl版本支持load命令语法:load libpackage.so意义:在tcl中,当一个动态库libpackage.so被装载时,tcl会调用其中名为package_Init的函数,记住,名字一定不能错,包括大小写。这样,你就获得了一个入口,可以进入c/c++啦,你可以干任何事,当然,最重要的还是Tcl_CreateCommand了。
 
函数原型:Tcl_Command Tcl_CreateCommand(interp, cmdName, proc, clientData, deleteProc)意义:创建一个新的tcl命令cmdName,对应的操作函数指针为proc。
 
这里以一个阶乘算法为例:目的是提供一个名为myfract的tcl命令,只接收一个参数,例如:myfract 10表示计算10的阶乘。
 
【fract.c】:#include "tcl.h"
int Tcl_myfract(ClientData notUsed, Tcl_Interp *interp, int argc, char **argv){  int i, j;  double res=1.0;  char re[30];  if (argc > 2)  {    Tcl_SetResult(interp, "wrong args: should be myfract", TCL_VOLATILE);    return TCL_ERROR;  }  if (Tcl_GetInt(interp, argv[1], &i) != TCL_OK)  {    return TCL_ERROR;  }  for (j=1;j<=i;j++)    res *= j;  sprintf(re,"%le",res);  Tcl_SetResult(interp, re, TCL_VOLATILE);  return TCL_OK;}
int Fract_Init(Tcl_Interp *Interp) {  Tcl_CreateCommand (Interp, "myfract", (Tcl_CmdProc *)Tcl_myfract, (ClientData)0, 0);  return TCL_OK;}
 
【Makefile】:t = libfract.so
all: $tclean:  rm -f $t core
libfract.so: fract.c  gcc -I. -shared -o $@ fract.c
 
【test.tcl】: #!/usr/bin/tclshload ./libfract.soset tcl_flag  [catch {myfract 2} return_str]if {$tcl_flag != 0} {  puts "OK:$return_str"} else {  puts "Error:$return_str"}
 
运行:linux:~/test/tcl # ./test.tcl2.000000e+00
 
【小结】:这里有两点需要注意,第一,Fract_Init是由TCL到c/c++的入口,而Tcl_CreateCommand则是由c/c++到TCL的入口;第二,编译动态库时不必链接tcl的开发库,因为这里仅仅需要引用。
     还有swig可以使用
 【fract.i】:%module fractextern double myfract(int);
swig的语法这里就不详述了,具体可参见www.swig.org。第一行表示模块名称叫做fract,对应前面的c/c++代码,就是说要创建的动态库叫做libfract.so;第二行表示将要导出的函数,这个函数是需要你自己定义的。
 
【fract.c】:double myfract(int n){  double res=1.0;  int j;  for (j=1;j<=n;j++)  {    res *= j;  }  return(res);}
 
【Makefile】:t = fract_wrap.c libfract.so
all: $tclean:  rm -f $t core *.doc *.o
fract_wrap.c: fract.i  swig -tcl fract.i
libfract.so:fract_wrap.c  gcc -c fract.c fract_wrap.c
 
运行:
linux:~/test/tcl/swig # ./test.tcl2.0
 
2.如果当前tcl版本不支持load命令  我不知道哪个版本会这么原始,但即便如此,仍然有解决方法,那就是把扩展模块静态链接到执行文件中去,具体操作如下:【main.c】:#include <tcl.h>#include <stdio.h>int Tcl_AppInit(Tcl_Interp *interp);
int main(int argc, char *argv[]) {  Tcl_Main(argc, argv, Tcl_AppInit);}int Tcl_AppInit(Tcl_Interp *interp) {  /* Initialize Tcl */  if (Tcl_Init(interp) == TCL_ERROR) {    return TCL_ERROR;  }  /* Initialize our extension */  if (Fract_Init(interp) == TCL_ERROR) {    return TCL_ERROR;  }  return TCL_OK;}
 
【Makefile】:t = mainTCL_LIBS = -L/usr/lib -ltcl8.4
all: $tclean:  rm -f $t core
main:main.c fract.c  gcc -I. ${TCL_LIBS} -o $@ main.c fract.c
 
运行:
linux:~/test/tcl # ./main% myfract 84.032000e+04% exitlinux:~/test/tcl # ldd main        linux-gate.so.1 =>  (0xffffe000)        libtcl8.4.so => /usr/lib/libtcl8.4.so (0x40030000)        libc.so.6 => /lib/tls/libc.so.6 (0x400d8000)        libdl.so.2 => /lib/libdl.so.2 (0x401f1000)        libm.so.6 => /lib/tls/libm.so.6 (0x401f5000)        /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)       我们发现,代码中重写了Tcl_AppInit函数,在tcl手册中该函数被形容为一个``hook‘‘ procedure,很奇妙的东西。因为最后会创建一个类似tclsh的执行文件,所以,tcl开发库必须链接上。
 
二.c/c++中调用tcl  之所以会有这样的做法,主要是想利用tcl的客户化能力。  例如把流程写在tcl脚本中,c/c++代码中仅仅执行Tcl_EvalFile就可以了,对于不同的服务,我们可以借助某种手段,绑定一个流程脚本,这样,当增加新的服务时或者服务流程需要变更时,不必修改源码,只要增加或修改配置文件/脚本文件即可,这也就实现了我们所说的客户化。
  我们只讨论几个常用的函数:Tcl_CreateInterp    - 创建一个tcl解释器Tcl_Eval            - 执行一个tcl命令Tcl_VarEval         - 类似Tcl_Eval,只不过这个命令是被参数串起来的Tcl_EvalFile        - 执行一个tcl脚本Tcl_SetVar          - 设置tcl变量Tcl_GetVar          - 获取tcl变量的值
 
下面是一个用法测试:【test.c】:#include <tcl.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <assert.h>
int main(){  Tcl_Interp* interp;  char    *p;  int tclres;
  //create interpreter  interp = Tcl_CreateInterp();
  /*   * Test Tcl_SetVar   */  char *varname = "SERVICE_NAME";  char *varval = "MyServer";  p = (char *)Tcl_SetVar(interp, varname, varval, TCL_GLOBAL_ONLY);  assert ( p!=NULL && !strncmp(p, "MyServer", 8) );  /*   * Test Tcl_GetVar   */  p = (char *)Tcl_GetVar(interp, "SERVICE_NAME", TCL_GLOBAL_ONLY);  assert ( p!=NULL && !strncmp(p, "MyServer", 8) );
  /*   * Test Tcl_Eval   */  tclres = Tcl_eval_r(interp, "set CFG_val world");  assert ( tclres == TCL_OK) ;  p = (char *)Tcl_GetVar(interp, "CFG_val", TCL_GLOBAL_ONLY);  assert ( p!=NULL && !strncmp(p, "world", 5) );
  /*   * Test Tcl_VarEval   */  char *home = "./";  tclres = Tcl_Vareval_r(interp, "source ", home, "test.cfg", NULL) ;  assert ( tclres == TCL_OK) ;  p = (char *)Tcl_GetVar(interp, "CFG_val", TCL_GLOBAL_ONLY);  assert ( p!=NULL && !strncmp(p, "hello", 5) );
  /*   * Test Tcl_EvalFile   */  char *path = "./test.cfg";  tclres = Tcl_EvalFile(interp, path);  assert ( tclres == TCL_OK) ;  p = (char *)Tcl_GetVar(interp, "CFG_val", TCL_GLOBAL_ONLY);  assert ( p!=NULL && !strncmp(p, "hello", 5) );
  //END  printf("OK/n");  }
 
【Makefile】:t = testTCL_LIBS = -L/usr/lib -ltcl8.4
all: $tclean:  rm -f $t core
test: test.c  gcc -I. ${TCL_LIBS} -o $@ test.c
linux:~/test/tcl/test # ./testOK