【20211202_toranoana.deno#3】denoでFFI

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denoでFFI 
 
虎の穴ラボ　藤原佳顕 
1

アジェンダ 
● 概要
● やりたかったこと
● ソースを見てみよう
● 作ってみよう
2

自己紹介 
3
● 名前 
○ 藤原佳顕(@nuhera, @zonuko) 
● 仕事 
○ FantiaとかCreatiaとか社内アプリとか 
● 好み 
○ Clojure、Rust 
● 趣味 
○ 格闘ゲーム 
■ Melty Blood、Guilty Gear 
○ STG(ダライアスとか)も好き 
○ 最近は女神転生Vずっとやってました

概要 
4
● deno1.13あたりからFFI機能が追加されています
 
○ what’s ffi? 
■ 別の言語で作られた関すなどをまた別の言語から呼び出せる機能
 
■ deno固有の言葉ではない 
○ これによってDLLやSOファイルなど、いわゆるダイナミック/スタティックライブラリを
Denoから呼び出せるように

概要 
5
● 代表的なライブラリ 
○ と言われて何が思い浮かびますか？
 
○ libmysqlclient.so 
○ RTP 
■ RPGツクールのランタイムライブラリ群
 
○ Win32 DLL (kernel32.dll、user32.dll、gdi32.dllなど)

やりたかったこと 
● DenoにFFIが入ったということはlibmysqlclient経由でmysql接続できるのでは？ 
● mysqlの接続方法自体はいくつかある 
○ TCP接続 
○ Unix Domain Socket接続 
○ 名前付きパイプ 
■ プロセス間通信で一般的に使われるやつ 
 
 
6

● とはいえDenoにはmysql用のライブラリがすでにある 
○ https://deno.land/x/mysql@v2.10.1 
 
 
7
private async _connect() {
// TODO: implement connect timeout
const { hostname, port = 3306, socketPath, username = "", password } = this.config;
log.info(`connecting ${this.remoteAddr}`);
this.conn = !socketPath
? await Deno.connect({
transport: "tcp",
hostname,
port,
})
: await Deno.connect({
transport: "unix",
path: socketPath,
} as any);
…
mysqlがインストールされているかに関わらず、tcp/ドメイ
ンソケット経由なのがわかる

 
● ではDenoでのFFIするときにインターフェースはどうなっているか 
○ ソースはこんな感じ 
 
 
 
 
 
● 対応している型はchar / signed char, unsigned char, short int, unsigned short int, int / signed int, unsigned int, long long int,
unsigned long long int, size_t, float, double, void, const uint8_t * 
○ https://deno.land/manual@main/runtime/ffi_api 
 
8
const libName = `./libadd.${libSuffix}`;
// Open library and define exported symbols
const dylib = Deno.dlopen(libName, {
"add": { parameters: ["isize", "isize"], result: "isize" },
});

 
● 一方でlibmysql側のインターフェースは？
 
○ 例：コネクション貼りたい場合 
■ https://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/ja/mysql-real-connect.html
 
■ MYSQL *mysql_real_connect(MYSQL *mysql, const char *host, const char
*user, const char *passwd, const char *db, unsigned int port, const
char *unix_socket, unsigned long client_flag)
■ MYSQL構造体が出てきているので現段階ではうまく扱えなさそう
 
● →とりあえず他の言語でどうやっているか見てみよう
 
9

ソースを見てみよう 
● mysqlといえばRails 
○ https://github.com/brianmario/mysql2 
● Rubyには拡張ライブラリという仕組みがあります 
○ https://docs.ruby-lang.org/en/2.4.0/extension_ja_rdoc.html 
○ ルール基づいて作られたCライブラリをRuby側から一本のクラスやモジュールであるかのように呼び出せる 
○ 抜粋 
■ rb_define_module：新しいモジュール定義 
■ rb_define_class_under: あるクラスを継承したクラスをモジュール配下に定義 
■ rb_define_method：クラスにメソッドを定義 
■ rb_define_private_method: クラスにプライベートメソッドを定義 
○ Ruby側でどこからともなくconnectionメソッドが呼ばれているので、rb_define_method、rb_define_private_methodあたりで検
索かければなにかでてくるのでは？ 
10

ソースを見てみよう 
● https://github.com/brianmario/mysql2/blob/6652da20010ddfbbe6bceb8e41666d05e512346c/ext/mysql2/client.c#L445 
● 最終的な部分 
11
static void *nogvl_connect(void *ptr) {
struct nogvl_connect_args *args = ptr;
MYSQL *client;
client = mysql_real_connect(args->mysql, args->host,
args->user, args->passwd,
args->db, args->port, args->unix_socket,
args->client_flag);
return (void *)(client ? Qtrue : Qfalse);
}
=>直接libmysqlclient.soとかを呼び出していることはなく、C言語等でラップされている

作ってみよう 
● まずはコネクション取得(C側) 
○ mysql_init→mysql_real_connectとする必要があるのでどちらのラッパー関数も定義(ついでにcloseも) 
12
#include <mysql/mysql.h>
#include <stdio.h>
MYSQL *conn = NULL;
void init()
{
conn = mysql_init(NULL);
}
int connect(const char *host, const char *user, const char *passwd, const char *db_name, int port)
{
if (!mysql_real_connect(conn, host, user, passwd, db_name, port, NULL, 0)) {
fprintf(stderr, "Failed to connect to database: Error: %sn", mysql_error(conn));
fflush(stderr);
return 0;
}
return 1;
}
void close(void)
{
mysql_close(conn);
}

● ネクション取得(deno側) 
13
const C_TERMINAL_SYMBOL = "0";
const MYSQL_HOST = "localhost";
const MYSQL_USER = "root";
const MYSQL_PASSWD = "";
const MYSQL_DB_NAME = "mysql";
const MYSQL_PORT = 3306;
function strToBytes(word: string): Uint8Array {
return new TextEncoder().encode(`${word}${C_TERMINAL_SYMBOL}`);
}
function ffiSuffix(): string {
switch (Deno.build.os) {
case "windows":
return "dll";
case "darwin":
return "dylib";
case "linux":
return "so";
}
}
interface LibInterfaces extends Record<string, Deno.ForeignFunction> {
init: Deno.ForeignFunction;
connect: Deno.ForeignFunction;
close: Deno.ForeignFunction;
}
const libInterfaces: LibInterfaces = {
init: { parameters: [], result: "void" },
connect: {
parameters: ["buffer", "buffer", "buffer", "buffer", "i32"],
result: "i32",
},
close: { parameters: [], result: "void" },
};

● コネクション取得続き(deno側) 
14
class MySQL {
#dylib: Deno.DynamicLibrary<LibInterfaces> | null = null;
readonly host = strToBytes(MYSQL_HOST);
readonly user = strToBytes(MYSQL_USER);
readonly passwd = strToBytes(MYSQL_PASSWD);
readonly dbName = strToBytes(MYSQL_DB_NAME);
private isConn = false;
constructor() {
const libName = `./ext/mysql/mysql.${ffiSuffix()}`;
this.#dylib = Deno.dlopen(libName, libInterfaces);
this.#dylib.symbols.init();
const res = this.#dylib.symbols.connect(this.host, this.user, this.passwd, this.dbName, MYSQL_PORT);
if (res === 0) {
this.close();
throw new Error("コネクション確立に失敗しました。 ");
}
this.isConn = true;
}
close() {
if (!this.#dylib) {
return;
}
if (this.isConn) {
this.#dylib.symbols.close();
this.#dylib.close();
this.#dylib = null;
}
}
}
const client = new MySQL();
client.close();

● 動かしてみる 
○ libmysqlclient.(so|dll|dylib)のフォルダを指定してコンパイルする必要がある 
○ 今回はコネクション貼って即時クローズするので、例外がでなければとりあえずOK 
15
> gcc -c -fPIC -o ./ext/mysql/mysql.o ./ext/mysql/mysql.c
> gcc -shared -W -o ./ext/mysql/mysql.so ./ext/mysql/mysql.o -L/usr/lib/x86_64-linux-gnu -lmysqlclient
> deno run --unstable --allow-ffi mod.ts
(macの場合はlibフォルダが異なるので -L/usr/local/lib などとする)

課題とハマったところ 
● たまに接続文字列の後ろにゴミがくっついてエラーになる(“127.0.0.1L”とか) 
○ bufferに文字列食わせるときに終端文字が必要だった(0) 
○ C言語で文字列扱う場合は必要な処理だがDeno側に必要なのは盲点だった 
● queryの結果取得が面倒 
○ mysql_real_query→mysql_use_resultで結果取得といった流れ 
○ mysql_use_resultの戻り値がMYSQL_RES構造体なのでこれもそのままは扱えない 
○ また、まだbufferを戻り値にできない→クエリ実行結果を文字列としては戻せない 
● そもそもRustでlibmysqlclientをラップしたほうが楽では？ 
○ こちらであればdeno_bindgenが使える 
○ https://deno.land/manual@v1.16.3/runtime/ffi_api 
16

まとめ 
● そのままでは複雑な構造体をI/Fとして持つものをFFIすることは難しそう
 
● CやC++でさらに使いたいdllやsoファイルをラップする必要がありそう
 
○ Cのグローバルにconnectionとか置かないとダメそう
 
■ Cの中だけに収まってくれるか？という勝負
 
● ただし、やり方さえ確立できればどんなものでもFFIできそう
 
● より細かい話は12/4に公開するアドベントカレンダーのブログで紹介しています。
 
17

【20211202_toranoana.deno#3】denoでFFI

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