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[en] A FOREIGN FUNCTION INTERFACE FOR PALLENE / [pt] UMA INTERFACE DE FUNÇÕES EXTERNAS PARA PALLENE

GABRIEL COUTINHO DE PAULA 10 December 2021 (has links)
[pt] Pallene é um subconjunto estaticamente tipado da linguagem de programação Lua, projetada para atuar como uma linguagem de sistemas em contraparte ao scripting de Lua, e usada para escrever bibliotecas de baixo nível e módulos de extensão para Lua. Nesse sentido, Pallene é uma linguagem companheira, usada sempre lado a lado com Lua, compartilhando seu runtime. Pallene, tanto como uma linguagem de sistema em contraparte a Lua e como uma ponte entre Lua e outras linguagens, deve fornecer um mecanismo de interação com bibliotecas e serviços de sistema escritos em uma linguagem de baixo nível como C. Para este fim, apresentamos um design e implementação de Interface de Função Estrangeira (IFE) para Pallene, que permite chamar funções externas que seguem as convenções de chamada C, e manipular representações de dados C diretamente. Nosso design equilibra flexibilidade e segurança seguindo uma abordagem empírica, em que preferimos sacrificar flexibilidade hipotética a menos que vejamos um caso de uso que nos faça comprometer em segurança. Nossa implementação tem como objetivo ser tão portátil quanto o Pallene, além de ter um bom desempenho e ser simples. Uma vez que a implementação de Pallene já depende de um compilador de C, a nossa IFE usa agressivamente o compilador de C já disponível para sua vantagem. Dessa forma, podemos usar diretamente os arquivos de cabeçalho de bibliotecas externas, permitindo que a IFE verifique a exatidão das ligações de função externa e que use macros de C. / [en] Pallene is a statically typed subset of the Lua programming language, designed to act as a system-language counterpart to Lua’s scripting, and used to write lower-level libraries and extension modules for Lua. In this sense, Pallene is a companion language, always intended to be used side-by-side with Lua, sharing its runtime. Pallene, both as a system-language counterpart to Lua and as a bridge between Lua and foreign languages, must provide a mechanism to interact with libraries and system services written in a low-level language like C. To this end, we present a Foreign Function Interface (FFI) design and implementation for Pallene, which allows for calling external functions that follow C calling conventions and manipulating C data representations directly. Our design balances flexibility and safety following an empirical approach, wherein we prefer to sacrifice hypothetical flexibility unless we see a real use case that forces us to compromise on safety. Our implementation aims to be as portable as Pallene, as well as performant and simple. Since Pallene s implementation already depends on a C compiler, the FFI aggressively uses the already available C compiler to its advantage. This way, we can directly use foreign libraries header files, enabling the FFI to verify the correctness of function bindings and to use macro definitions.

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