Big Sky

埋め込み向けで、C言語から呼べて API が小さい JavaScript エンジン v7 を見つけました。

cesanta/v7 · GitHub
https://github.com/cesanta/v7/

特徴としては

• クロスプラットフォーム: Arduino から MS Windows まで、どこでも動く。
• 小さい: コンパイルされたコアはわずか 40KB から 200KB。
• シンプルで直観的な C/C++ API: 簡単に C/C++ の関数を JavaScript 環境へエクスポート出来る。
• 標準: V7 は JavaScript 5.1 を実装し、Standard ECMA tests をパスする事を目指している。
• パフォーマンス: V7 は非 JIT エンジンの中で最速を目指している。
• 創造的に利用可能: V7 は、ハードウェア(SPI、UARTなど)、ファイル、暗号化、ネットワークといった補助ライブラリのAPIを提供する。
• ソースコードは ISO C と ISO C++ に準拠している。
• 非常に簡単な統合: プロジェクトに取り込むには単に v7.h と v7.c の2つのファイルをコピーするだけ。

v8 や duktape も良いのですが、v8 はどっしり構えないと書き出せないし、duktape も API がスタックマシン形式という誰得だったりするので、純粋にC言語から使えてしかも define だけでネットワークや暗号まで使えるなら、こりゃ使わない理由はない。試しにサンプルを書いてみた。

#include <v7.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>

static v7_val_t
js_neocomplete(struct v7 *v7, v7_val_t this_obj, v7_val_t args) {
  char buf[100], *p;
  p = v7_to_json(v7, this_obj, buf, sizeof(buf));
  puts(p);
  return v7_create_undefined();
}

int
main() {
  v7_val_t result;
  struct v7* v7 = v7_create();
  v7_val_t obj = v7_create_object(v7);
  v7_val_t arr = v7_create_array(v7);
#define V7_STR(v7, v) v7_create_string(v7, v, strlen(v), 1)
  v7_array_push(v7, arr, V7_STR(v7, "きさま！"));
  v7_array_push(v7, arr, V7_STR(v7, "まさか！"));
  v7_array_push(v7, arr, V7_STR(v7, "そのまさかだ！"));
  v7_array_push(v7, arr, V7_STR(v7, "フハハハハハ！"));
#undef V7_STR
  v7_set(v7, obj, "Shougo", 6, 0, arr);
  v7_set_method(v7, obj, "neocomplete", &js_neocomplete);
  v7_set(v7, v7_get_global_object(v7), "Shougo", 6, 0, obj);

  v7_exec(v7, &result, "Shougo.neocomplete()");
  v7_destroy(v7);
}


実行すると

{"Shougo":["きさま！","まさか！","そのまさかだ！","フハハハハハ！"]}


という文字が出力されます。

見てもらえると分かる通り、かなり直観的な操作で JavaScript のオブジェクトや配列や JSON 操作や、C言語関数の呼び出しが行えるようになっています。ただしライセンスは GPL v2 なので利用の際には注意が必要です。

おなじみC/C++から使えるJSONライブラリを紹介するコーナー。まずは過去のまとめ。

• ヘッダファイルだけでC++から使えるJSONパーサ「picojson」が凄い！
• 何も見ずにC++でjsonパーサが書けるか試してみた。
• C言語から使えるJSONパーサ、JSMNを試してみた。
• 僕がboost::asioとboost::property_treeを使いHTTPプロキシ環境下で非同期にGoogle Search APIから検索するまでにやった、たった一つの事。
• C言語から使えるJSONパーサ、parson が思った以上に良い仕事をしている。
• 最速と言われる JSON パーサ「rapidjson」が本当に爆速なのか試してみた。
• C言語から使えるJSONパーサ、jansson がとても直感的で良い
• C++ の JSON ライブラリ json11 は initializer_list が綺麗。

僕は C++ では STL が好きなので JSON をパースした後の構造も、std::map や std::vector で文字列も std::string なのが好きです。なので picojson をひたすら使ってきましたが、picojson と同じ様に STL フレンドリな JSON ライブラリが ujson(μjson) です。

awangk / ujson — Bitbucket
https://bitbucket.org/awangk/ujson

特徴は以下の通り。

• 単純な API で小さなライブラリ
• 小綺麗なフォーマットでの JSON 出力
• UTF-8 を扱える速いパーサ
• 自由なライセンス
• C++11 フレンドリ

μjson は MIT ライセンスで提供されています。ただし double の変換(IEEE double)に v8 でも使われている double-conversion というライブラリを使用しており、その部分については double-conversion のライセンスに委ねられます。

double の変換を行うという事で、つまり Bignum が扱えます。picojson はヘッダオンリーですが、ujson はビルド済みライブラリをリンクしてビルドします。

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <ujson.hpp>

struct book_t {
  std::string title;
  std::vector<std::string> authors;
  int year;
};

book_t
make_book(ujson::value v) {
  if (!v.is_object())
    throw std::invalid_argument("object expected for make_book");

  book_t book;
  std::vector<std::pair<std::string, ujson::value>> object =
    object_cast(std::move(v));

  auto it = find(object, "title");
  if (it == object.end() || !it->second.is_string())
    throw std::invalid_argument("'title' with type string not found");
  book.title = string_cast(std::move(it->second));

  it = find(object, "authors");
  if (it == object.end() || !it->second.is_array())
    throw std::invalid_argument("'authors' with type array not found");
  std::vector<ujson::value> array = array_cast(std::move(it->second));
  book.authors.reserve(array.size());
  for (auto it = array.begin(); it != array.end(); ++it) {
    if (!it->is_string())
      throw std::invalid_argument("'authors' must be array of strings");
    book.authors.push_back(string_cast(std::move(*it)));
  }

  it = find(object, "year");
  if (it == object.end() || !it->second.is_number())
    throw std::invalid_argument("'year' with type number not found");
  book.year = int32_cast(it->second);

  return book;
}

int
main(int argc, char* argv[]) {
  auto v = ujson::parse(R"(
    {
      "title":"foo",
      "authors":["bar", "baz"],
      "year": 123
    }
  )");
  auto t = make_book(v);
  std::cout << "title:" << t.title << std::endl;
  std::for_each(t.authors.begin(), t.authors.end(), [&](std::string& x) {
    std::cout << "author:" << x << std::endl;
  });
  std::cout << "year:" << t.year << std::endl;
  return 0;
}


オブジェクトにキーが存在した場合に find でイテレータを戻してくれるのでかなりスッキリ書けます。

golang には go build というビルド機能があり、C言語と golang をまぜた cgo というC言語拡張も同じコマンドでビルド出来ます。

その際、ソースコードのコメントに CFLAGS や LDFLAGS を自ら指定する事が出来るので

package gtk

// #include "gtk.go.h"
// #cgo pkg-config: gtk+-2.0
import "C"
import (
    "fmt"
    "log"
    "reflect"
    "runtime"
    "strings"
    "unsafe"

    "github.com/mattn/go-gtk/gdk"
    "github.com/mattn/go-gtk/gdkpixbuf"
    "github.com/mattn/go-gtk/glib"
    "github.com/mattn/go-gtk/pango"
)


上記は go-gtk のコードの一部。

そのライブラリやアプリケーションをビルドしたいユーザは特にライブラリへのパスを指定する事なく、ただ単に

go build


と実行するだけで実行モジュールが出来上がります。この便利さに目を付けた Pietro Gagliardi さんが qo という golang で書かれたプログラムを公開してくれています。

andlabs/qo · GitHub

Another build system for C/C++, I guess? Inspired by 'go build'

https://github.com/andlabs/qo

インストールは golang がインストールされている状態であれば

go get github.com/andlabs/qo

だけです。昔 golang のリポジトリから Makefile が消え去り ビルド構成ファイルが何もないという状況を見て軽いカルチャーショックを受けたのだけど、今となってはとても心地良いし「あー、Makefile いらんかったんやー」とも思います。その心地よさを C/C++ で扱えるツールです。例えば gtk を使ったプログラムを書く場合

#include <gtk/gtk.h>

int
main(int argc, char* argv[]) {
  GtkWidget* window;
  GtkWidget* label;
  gtk_init(&argc, &argv);
  window = gtk_window_new(GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
  gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window), "helloworld");
  g_signal_connect(G_OBJECT(window), "delete-event", gtk_main_quit, window);
  label = gtk_label_new("Hello World!");
  gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window), label);
  gtk_widget_show_all(window);
  gtk_main();
  return 0;
}
pkg-config というツールを使いますが、このツールから得られた CFLAGS や LDFLAGS をコマンドラインに渡すか、以下の様な Makefile が必要でした。

SRCS = \
    foo.c

OBJS = $(subst .c,.o,$(SRCS))

CFLAGS = `pkg-config --cflags gtk+-2.0`
LIBS = `pkg-config --libs gtk+-2.0`
TARGET = qo-sandbox

all : $(TARGET)

$(TARGET) : $(OBJS)
    gcc -o $@ $(OBJS) $(LIBS)

.c.o :
    gcc -c $(CFLAGS) -I. $< -o $@

clean :
    rm -f *.o $(TARGET)


しかし qo を使うと Makefile は消して良く、以下の様なコメントを書くだけで良いのです。

// #qo pkg-config: gtk+-2.0
#include <gtk/gtk.h>

int
main(int argc, char* argv[]) {
  GtkWidget* window;
  GtkWidget* label;
  gtk_init(&argc, &argv);
  window = gtk_window_new(GTK_WINDOW_TOPLEVEL);
  gtk_window_set_title(GTK_WINDOW(window), "helloworld");
  g_signal_connect(G_OBJECT(window), "delete-event", gtk_main_quit, window);
  label = gtk_label_new("Hello World!");
  gtk_container_add(GTK_CONTAINER(window), label);
  gtk_widget_show_all(window);
  gtk_main();
  return 0;
}


あとはおもむろに

qo

を実行するだけです。毎回フルビルドするのではなく .qoobj というフォルダにビルド済みのファイルが格納されるので更新されたファイルのみビルドされます。また CFLAGS や LDFLAGS も直接指定する事が出来ます。

// #qo CFLAGS: -I/opt/sqlite3/include
// #qo LIBS: sqlite3
さらに golang の go build と同様に、ファイル名に _windows が付いている物は windows のみ、_386 が付いている物は 386 系 CPU のみビルド対象となります。(サポートOS: windows, darwin, linux, freebsd, openbsd, netbsd, dragonfly, solaris)

リンクされる実行モジュールはディレクトリ名という割り切りなので、覚えてしまえば面倒臭さがなくなりとても心地よいです。

Makefile ほど細かな設定は出来ないですが、ちょっとした小さいプログラムを書きあげる際にとても便利なツールとなる事は間違いないと思います。