Question

我想通过FFI接口从Haskell提供PETSc库（的一个子集），以便隐藏用户的内存和错误管理;

使用下面显示的命令使用共享库构建PETSc 3.5.3，测试套件成功运行
使用标头导入，类型和两个示例外部函数接口
准备了一个Makefile＃3来自动构建; make test1使用加载的模块传递并激活GHCi。

由于库通过MPI和完全分布式数据结构实现并行操作，因此在大多数操作期间不应期望Haskell有大量数据流量（所有数据组装，计算和释放都应由库原语完成）但仅在＆＃34;数据就绪＆＃34;。与PETSc相关的Haskell函数将主要在IO monad中具有值，因为我们无法保证纯度（例如，返回的C错误代码可能因程序外部的原因而变化）

unsafePerformIO

~~alloca。这种思路是否正确？~~不好主意
~~使用GHC编译的二进制文件可以用mpirun执行吗？~~ 是

我对所有建议和评论持开放态度。提前谢谢

- 注意：我们希望GHC生成mpirun可以执行的二进制文件：由于可以使用-optl标记（参考here）将选项从GHC命令行传递给链接器，因此我可以使用ghc -optl-static -lmpich标记。已被建议使用$ ./configure --with-cc=gcc --with-cxx=g++ --with-fc=gfortran --with-shared-libraries=1 --download-mpich --download-fblaslapack之类的组合。我可以在尝试后立即添加更多内容。

1）config命令：

{-# LANGUAGE CPP, ForeignFunctionInterface, EmptyDataDecls #-}
module PETSc where

import Foreign
import Foreign.Ptr
import Foreign.C.Types
import Foreign.C.String

#include <petscksp.h>
#include <petscsys.h>

newtype PetscErrCode = PetscErrCode {unPetscErrCode :: CInt} deriving (Eq, Show)
newtype PetscInt = PetscInt {unPetscInt :: CInt} deriving (Eq, Show)

data Petsc
-- PetscErrorCode PetscInitialize(int *argc,char ***args,const char file[],const char help[])
foreign import ccall unsafe "petscsys.h PetscInitialize"
  c_petscInitialize :: Ptr CInt -> Ptr (Ptr CString) -> CString -> CString -> IO PetscErrCode

-- PetscErrorCode PetscFinalize(void)
foreign import ccall unsafe "petscsys.h PetscFinalize"
  c_petscFinalize :: IO PetscErrCode

2）PETSC.hsc

PETSC_DIR_ARCH = ${PETSC_DIR}/arch-darwin-c-debug

PETSc.hs: 
    hsc2hs PETSc.hsc -I ${PETSC_DIR}/include -I ${PETSC_DIR_ARCH}/include

test1: PETSc.hs 
    ghci -dynamic PETSc.hs -L${PETSC_DIR_ARCH}/lib

3）Makefile

{{1}}

Answer 1

宏大！我很想使用C2HS而不是hsc2hs，因为它可以为你生产一些外国进口的样板。（我是C2HS的维护者，所以你可以随便吃点什么！）

例如，您可以像这样绑定PetscInitialize和PetscFinalize：

-- This is in PETSc.chs
module PETSc (initialize, finalize) where

import Foreign
import Foreign.Ptr
import Foreign.C.Types
import Foreign.C.String
import System.Environment (getArgs)

#include <petscksp.h>
#include <petscsys.h>

-- Marshalling helpers for PETSc error codes.

newtype ErrCode = ErrCode { unErrCode :: Int }
                deriving (Eq, Show)

convErrCode :: CInt -> ErrCode
convErrCode = ErrCode . fromIntegral

{#typedef PetscErrorCode CInt#}
{#default out `ErrCode' [PetscErrorCode] convErrCode#}


-- Marshalling helpers for "char ***" argument to PetscInitialize.

withCStrings :: [String] -> ([CString] -> IO a) -> IO a
withCStrings ss f = case ss of
  [] -> f []
  (s:ss') -> withCString s $ \cs -> do
    withCStrings ss' $ \css -> f (cs:css)

withCStringArray :: [String] -> (Ptr CString -> IO a) -> IO a
withCStringArray ss f = withCStrings ss $ \css -> withArray css f

withCStringArrayPtr :: [String] -> (Ptr (Ptr CString) -> IO a) -> IO a
withCStringArrayPtr ss f = withCStringArray ss $ \css -> with css f


-- Low-level function hooks.

{#fun PetscInitialize as internal_initialize
    {`Int', withCStringArrayPtr* `[String]', `String', `String'}
    -> `ErrCode'#}
{#fun PetscFinalize as finalize {} -> `ErrCode'#}


-- Better API for initialization.

initialize :: String -> String -> IO ErrCode
initialize file help = do
  args <- getArgs
  internal_initialize (length args) args file help

这实际上是与C2HS相关的一个非常艰难的例子，因为将char ***参数的编组管理到PetscInitialize有点尴尬，但是你明白了。大多数其他编组案例应该更直接 - 处理指针和数组非常容易，就像编组C字符串一样。（如果您决定使用它，我很乐意帮助解决C2HS问题。）

有了这个，你可以这样称呼它：

-- This is Tst.hs or something...
module Main where

import PETSc

main :: IO ()
main = do
  res1 <- initialize "" ""
  print res1
  res2 <- finalize
  print res2

还不是很有用，但这是一个开始！像这样编译：

c2hs -C -I/opt/petsc/arch-linux2-cxx-opt/include PETSc.chs
ghc --make Tst.hs PETSc.hs -L/opt/petsc/arch-linux2-cxx-opt/lib/ -lpetsc

（根据需要调整路径，obvs）。

回答您的其他问题：

请不要使用unsafePerformIO，除非您确定所调用的函数“实际上是纯粹的” - PetscInitialize当然不符合该条件。如果你不想直接在PETSc monad中拥有所有内容，你可以在IO周围写一个IO monad作为一种限制包装，但是你正在做的大部分内容都是PETSc -wise实际上将在IO monad中，因为你将通过调用API函数来设置内部PETSc状态的位，并且你需要在Haskell函数的类型中捕获这种有效性。
使用mpirun运行GHC生成的二进制文件应该不是问题。

我也不会写makefile。您应该可以使用Cabal完成所有操作而不会有太多麻烦！

Haskell中PETSc FFI的库设计

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