Using Pascal Libraries with .NET and Mono/ja

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はじめに

Microsoft 社は、"アンマネージドコード(unmanaged code)" と非常に互換性のある.NET framework を提供しています。アンマネージドコードというと何か野蛮で危険なもののように聞こえますが、これはネイティブの Windows ライブラリの書式の"レガシー"なコードのことをいいます。Mono プロジェクトには Linux と MacOS X のネイティブライブラリに対して(.NET と)同様のサポートが含まれています。これは Free Pascal でコンパイルしたライブラリを Windows の .NET アプリケーションや Linux や Mac OS X の Mono のアプリケーションから使えることを意味します。

シンプルな Pascal ライブラリ

次のPascalコードをコピーして SimpleLib.pas というファイル名で保存して下さい:

library SimpleLib;

function MySucc(AVal : Int64) : Int64; stdcall;
begin
  Result := System.Succ(AVal);
end;

function MyPred(AVal : Int64) : Int64; stdcall;
begin
  Result := System.Pred(AVal);
end;

exports
{$IFDEF DARWIN}  {OS X entry points}
  MySucc name '_MySucc',
  MyPred name '_MyPred',
{$ENDIF}
  MySucc,
  MyPred;

end.

Note the conditional directive when compiled on OS X (DARWIN). Apparently the OS X dynamic linker looks for library entry points that start with an underscore.

ここで Free Pascal でライブラリをコンパイルします:

 fpc -Sd SimpleLib.pas

Windows 上では、simplelib.dll というファイルを作成します。MacOS X 上では、libsimplelib.dylib というファイルを作成します。Linux 上では、simplelib.so というファイルを作成します。MacOS X や Linux では、コンパイルしたライブラリファイルを simplelib.dll にリネームします:

 mv libsimplelib.dylib simplelib.dll

シンプルな VB.NET アプリケーション

次の VB.NET コードを TestLib.vb というファイル名で保存して下さい:

Imports System
Imports System.Runtime.InteropServices

Public Class TestLib

  Const SimpLibName = "simplelib.dll"

   'Declare external functions using the DllImport attribute.
  <DllImport(SimpLibName, EntryPoint:="MySucc", _
             CallingConvention:=CallingConvention.StdCall)> _
             Public Shared Function Succ(ByVal AVal As Long) As Long
    End Function

  <DllImport(SimpLibName, EntryPoint:="MyPred", _
             CallingConvention:=CallingConvention.StdCall)> _
             Public Shared Function Pred(ByVal AVal As Long) As Long
    End Function

  Public Shared Sub Main()
  
    Dim TestVal As Long

    Try
      TestVal = 123
      Console.WriteLine("Value is " & TestVal)
      Console.WriteLine("Successor is " & Succ(TestVal))
      Console.WriteLine("Predecessor is " & Pred(TestVal))
    Catch e As Exception
      Console.WriteLine(e)
    End Try

  End Sub  'Main

End Class  'TestLib

もし Windows 上に .NET framework をインストールしているのなら、次のようにすればコードをコンパイルできます:

 [pathto]vbc TestLib.vb

[pathto] は .NET framework (.NET 1.1 での例: c:\windows\microsoft.net\framework\v1.1.4322\ ) へのパスです。これで TestLib.exe というファイルが作成されます。

もし Mono をインストールしてれば、同じように次の手順でコードをコンパイルすることができます:

 mbas TestLib.vb

今のところ、Mono の VB.NET コンパイラはアルファ版の段階で、このコードはコンパイルできないかもしれません。もしコンパイルエラーが出たら、C# バージョンでコンパイルしてみて下さい。

シンプルな C# アプリケーション

ここにはC#互換のコードがあります。これを TestLib.cs というファイル名で保存します。

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

public class TestLib {
  
  const string SimpLibName = "simplelib.dll";

   //Declare external functions using the DllImport attribute.
  [DllImport(SimpLibName, EntryPoint="MySucc",
             CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
             public static extern long Succ(long AVal);

  [DllImport(SimpLibName, EntryPoint="MyPred", 
             CallingConvention=CallingConvention.StdCall)] 
             public static extern long Pred(long AVal);

  public static void Main()
  {
    long TestVal;

    try
    {
      TestVal = 123;
      Console.WriteLine("Value is " + TestVal);
      Console.WriteLine("Successor is " + Succ(TestVal));
      Console.WriteLine("Predecessor is " + Pred(TestVal));
    }
    catch(Exception e)
    {
      Console.WriteLine(e);
    }
  }
}

.NET を使って次の方法でコンパイルできます。

 [pathto]csc TestLib.cs

Mono を使って次の方法でコンパイルできます。

 mcs TestLib.cs

.NET、Monoのどちらであっても、TestLib.exe というファイルが作成されます。

シンプルなアプリケーションの実行

.NETでは、コンパイルしたアプリケーションを実行方法は次の通りです。

 testlib

.NET でライブラリを見つけられたら、アプリケーションはコンソール上に次の出力を行ないます:

 Value is 123
 Successor is 124
 Predecessor is 122

Mono であれば、次のように実行します:

 mono TestLib.exe

Mono will also look for file simplelib.dll -- that's the reason why we renamed the compiled library above on Linux and OS X.

Note that .NET/Mono ".exe" files don't contain actual native compiled code. Instead, they contain bytecode that is executed by the .NET/Mono runtime. As a result, you can take a .NET .exe file created on Windows and run it with Mono on OS X and Linux (and vice versa) without recompiling it. You will have to recompile your Pascal libraries for each platform you want to support.

.Net/Mono からネイティブライブラリを使用する

Why not just code everything in VB.NET or C#? There are several situations where this might not be a good idea:

• When you have a large or complicated Pascal codebase that you don't want to rewrite (and re-debug) in C#.
• When you have native libraries that need to be used by both native and .NET/Mono apps.
• When there are performance reasons (presumably compiled FPC or Delphi native code is faster than the equivalent compiled bytecode run under .NET/Mono).
• When you need low-level operating system access not available easily with .NET/Mono.
• When you need to quickly develop code in a language you're more proficient in for a multi-developer .NET/Mono project.

Mono tips

1. Since Visual Basic is pretty foreign to Linux and OS X, you'll probably want to develop .NET and Mono apps using C#, which is similar to C++ (and Object Pascal).

2. Mono on OS X includes a script for uninstalling it. You can run this script before installing a newer version of Mono:

• In Finder, navigate to /Library/Receipts.
• Ctrl+click on MonoFramework.pkg and choose Show Package Contents from the popup menu.
• Double-click the Contents folder.
• Double-click the Resources folder.
• Drag a copy of uninstallMono.sh to the desktop.
• Open a Terminal window.
• cd desktop
• sudo ./uninstallMono.sh and enter your password.

3. In general, don't use any Lazarus units in your libraries. Libraries usually don't have a user interface. Confine your use to Free Pascal units like System, SysUtils, StrUtils, DateUtils, Classes, Variants and Math.

4. If you need a user interface to go with your library, program it as a Windows Forms application. Here's a simple example. Copy and save this code to file MyForm.cs.

using System.Windows.Forms;

public class MyForm: Form
{
  public static void Main()
  {
    MyForm aForm = new MyForm();

    aForm.Width = 350;

    Button b = new Button();
    b.Left = 15;
    b.Top = 20;
    b.Width = aForm.Width-30;
    b.Height = 30;
    b.Text = "A Button";
    aForm.Controls.Add(b);

    aForm.Text = "A .NET/Mono Windows Forms App";

    Application.Run(aForm);
  }
}

Compile this code on Mono as follows:

 mcs -r:System.Windows.Forms MyForm.cs

Run the app as follows:

 mono MyForm.exe

Note that on OS X you will need to open an X11 window (not a Terminal window) to run this since Mono currently requires X11 just like Lazarus does.

5. If you have any questions or comments about using Pascal libraries with .NET or Mono, please post them to the Lazarus forum.