This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
This is my patch patch.1n for perl5.001.
[perl5.git] / pod / perlcall.pod
1 =head1 NAME
2
3 perlcall - Perl calling conventions from C
4
5 =head1 DESCRIPTION
6
7 The purpose of this document is to show you how to call Perl subroutines
8 directly from C, i.e. how to write I<callbacks>.
9
10 Apart from discussing the C interface provided by Perl for writing
11 callbacks the document uses a series of examples to show how the
12 interface actually works in practice.  In addition some techniques for
13 coding callbacks are covered.
14
15 Examples where callbacks are necessary include
16
17 =over 5
18
19 =item * An Error Handler
20
21 You have created an XSUB interface to an application's C API.
22
23 A fairly common feature in applications is to allow you to define a C
24 function that will be called whenever something nasty occurs. What we
25 would like is to be able to specify a Perl subroutine that will be
26 called instead.
27
28 =item * An Event Driven Program
29
30 The classic example of where callbacks are used is when writing an
31 event driven program like for an X windows application.  In this case
32 your register functions to be called whenever specific events occur,
33 e.g. a mouse button is pressed, the cursor moves into a window or a
34 menu item is selected.
35
36 =back
37
38 Although the techniques described here are applicable when embedding
39 Perl in a C program, this is not the primary goal of this document.
40 There are other details that must be considered and are specific to
41 embedding Perl. For details on embedding Perl in C refer to
42 L<perlembed>.
43
44 Before you launch yourself head first into the rest of this document,
45 it would be a good idea to have read the following two documents -
46 L<perlxs> and L<perlguts>.
47
48 =head1 THE PERL_CALL FUNCTIONS
49
50 Although this stuff is easier to explain using examples, you first need
51 be aware of a few important definitions.
52
53 Perl has a number of C functions that allow you to call Perl
54 subroutines.  They are
55
56     I32 perl_call_sv(SV* sv, I32 flags) ;
57     I32 perl_call_pv(char *subname, I32 flags) ;
58     I32 perl_call_method(char *methname, I32 flags) ;
59     I32 perl_call_argv(char *subname, I32 flags, register char **argv) ;
60
61 The key function is I<perl_call_sv>.  All the other functions are
62 fairly simple wrappers which make it easier to call Perl subroutines in
63 special cases. At the end of the day they will all call I<perl_call_sv>
64 to actually invoke the Perl subroutine.
65
66 All the I<perl_call_*> functions have a C<flags> parameter which is
67 used to pass a bit mask of options to Perl.  This bit mask operates
68 identically for each of the functions.  The settings available in the
69 bit mask are discussed in L<FLAG VALUES>.
70
71 Each of the functions will now be discussed in turn.
72
73 =over 5
74
75 =item B<perl_call_sv>
76
77 I<perl_call_sv> takes two parameters, the first, C<sv>, is an SV*.
78 This allows you to specify the Perl subroutine to be called either as a
79 C string (which has first been converted to an SV) or a reference to a
80 subroutine. The section, I<Using perl_call_sv>, shows how you can make
81 use of I<perl_call_sv>.
82
83 =item B<perl_call_pv>
84
85 The function, I<perl_call_pv>, is similar to I<perl_call_sv> except it
86 expects its first parameter to be a C char* which identifies the Perl
87 subroutine you want to call, e.g. C<perl_call_pv("fred", 0)>.  If the
88 subroutine you want to call is in another package, just include the
89 package name in the string, e.g. C<"pkg::fred">.
90
91 =item B<perl_call_method>
92
93 The function I<perl_call_method> is used to call a method from a Perl
94 class.  The parameter C<methname> corresponds to the name of the method
95 to be called.  Note that the class that the method belongs to is passed
96 on the Perl stack rather than in the parameter list. This class can be
97 either the name of the class (for a static method) or a reference to an
98 object (for a virtual method).  See L<perlobj> for more information on
99 static and virtual methods and L<Using perl_call_method> for an example
100 of using I<perl_call_method>.
101
102 =item B<perl_call_argv>
103
104 I<perl_call_argv> calls the Perl subroutine specified by the C string
105 stored in the C<subname> parameter. It also takes the usual C<flags>
106 parameter.  The final parameter, C<argv>, consists of a NULL terminated
107 list of C strings to be passed as parameters to the Perl subroutine.
108 See I<Using perl_call_argv>.
109
110 =back
111
112 All the functions return an integer. This is a count of the number of
113 items returned by the Perl subroutine. The actual items returned by the
114 subroutine are stored on the Perl stack.
115
116 As a general rule you should I<always> check the return value from
117 these functions.  Even if you are expecting only a particular number of
118 values to be returned from the Perl subroutine, there is nothing to
119 stop someone from doing something unexpected - don't say you haven't
120 been warned.
121
122 =head1 FLAG VALUES
123
124 The C<flags> parameter in all the I<perl_call_*> functions is a bit mask
125 which can consist of any combination of the symbols defined below,
126 OR'ed together.
127
128
129 =head2  G_SCALAR
130
131 Calls the Perl subroutine in a scalar context.  This is the default
132 context flag setting for all the I<perl_call_*> functions.
133
134 This flag has 2 effects
135
136 =over 5
137
138 =item 1.
139
140 it indicates to the subroutine being called that it is executing in a
141 scalar context (if it executes I<wantarray> the result will be false).
142
143
144 =item 2.
145
146 it ensures that only a scalar is actually returned from the subroutine.
147 The subroutine can, of course,  ignore the I<wantarray> and return a
148 list anyway. If so, then only the last element of the list will be
149 returned.
150
151 =back
152
153 The value returned by the I<perl_call_*> function indicates how may
154 items have been returned by the Perl subroutine - in this case it will
155 be either 0 or 1.
156
157 If 0, then you have specified the G_DISCARD flag.
158
159 If 1, then the item actually returned by the Perl subroutine will be
160 stored on the Perl stack - the section I<Returning a Scalar> shows how
161 to access this value on the stack.  Remember that regardless of how
162 many items the Perl subroutine returns, only the last one will be
163 accessible from the stack - think of the case where only one value is
164 returned as being a list with only one element.  Any other items that
165 were returned will not exist by the time control returns from the
166 I<perl_call_*> function.  The section I<Returning a list in a scalar
167 context> shows an example of this behaviour.
168
169
170 =head2 G_ARRAY
171
172 Calls the Perl subroutine in a list context.
173
174 As with G_SCALAR, this flag has 2 effects
175
176 =over 5
177
178 =item 1.
179
180 it indicates to the subroutine being called that it is executing in an
181 array context (if it executes I<wantarray> the result will be true).
182
183
184 =item 2.
185
186 it ensures that all items returned from the subroutine will be
187 accessible when control returns from the I<perl_call_*> function.
188
189 =back
190
191 The value returned by the I<perl_call_*> function indicates how may
192 items have been returned by the Perl subroutine.
193
194 If 0, the you have specified the G_DISCARD flag.
195
196 If not 0, then it will be a count of the number of items returned by
197 the subroutine. These items will be stored on the Perl stack.  The
198 section I<Returning a list of values> gives an example of using the
199 G_ARRAY flag and the mechanics of accessing the returned items from the
200 Perl stack.
201
202 =head2 G_DISCARD
203
204 By default, the I<perl_call_*> functions place the items returned from
205 by the Perl subroutine on the stack.  If you are not interested in
206 these items, then setting this flag will make Perl get rid of them
207 automatically for you.  Note that it is still possible to indicate a
208 context to the Perl subroutine by using either G_SCALAR or G_ARRAY.
209
210 If you do not set this flag then it is I<very> important that you make
211 sure that any temporaries (i.e. parameters passed to the Perl
212 subroutine and values returned from the subroutine) are disposed of
213 yourself.  The section I<Returning a Scalar> gives details of how to
214 explicitly dispose of these temporaries and the section I<Using Perl to
215 dispose of temporaries> discusses the specific circumstances where you
216 can ignore the problem and let Perl deal with it for you.
217
218 =head2 G_NOARGS
219
220 Whenever a Perl subroutine is called using one of the I<perl_call_*>
221 functions, it is assumed by default that parameters are to be passed to
222 the subroutine.  If you are not passing any parameters to the Perl
223 subroutine, you can save a bit of time by setting this flag.  It has
224 the effect of not creating the C<@_> array for the Perl subroutine.
225
226 Although the functionality provided by this flag may seem
227 straightforward, it should be used only if there is a good reason to do
228 so.  The reason for being cautious is that even if you have specified
229 the G_NOARGS flag, it is still possible for the Perl subroutine that
230 has been called to think that you have passed it parameters.
231
232 In fact, what can happen is that the Perl subroutine you have called
233 can access the C<@_> array from a previous Perl subroutine.  This will
234 occur when the code that is executing the I<perl_call_*> function has
235 itself been called from another Perl subroutine. The code below
236 illustrates this
237
238     sub fred
239       { print "@_\n"  }
240
241     sub joe
242       { &fred }
243
244     &joe(1,2,3) ;
245
246 This will print
247
248     1 2 3
249
250 What has happened is that C<fred> accesses the C<@_> array which
251 belongs to C<joe>.
252
253
254 =head2 G_EVAL   
255
256 It is possible for the Perl subroutine you are calling to terminate
257 abnormally, e.g. by calling I<die> explicitly or by not actually
258 existing.  By default, when either of these of events occurs, the
259 process will terminate immediately.  If though, you want to trap this
260 type of event, specify the G_EVAL flag.  It will put an I<eval { }>
261 around the subroutine call.
262
263 Whenever control returns from the I<perl_call_*> function you need to
264 check the C<$@> variable as you would in a normal Perl script.
265
266 The value returned from the I<perl_call_*> function is dependent on
267 what other flags have been specified and whether an error has
268 occurred.  Here are all the different cases that can occur
269
270 =over 5
271
272 =item *
273
274 If the I<perl_call_*> function returns normally, then the value
275 returned is as specified in the previous sections.
276
277 =item *
278
279 If G_DISCARD is specified, the return value will always be 0.
280
281 =item *
282
283 If G_ARRAY is specified I<and> an error has occurred, the return value
284 will always be 0.
285
286 =item *
287
288 If G_SCALAR is specified I<and> an error has occurred, the return value
289 will be 1 and the value on the top of the stack will be I<undef>. This
290 means that if you have already detected the error by checking C<$@> and
291 you want the program to continue, you must remember to pop the I<undef>
292 from the stack.
293
294 =back
295
296 See I<Using G_EVAL> for details of using G_EVAL.
297
298 =head2 Determining the Context 
299
300 As mentioned above, you can determine the context of the currently
301 executing subroutine in Perl with I<wantarray>. The equivalent test can
302 be made in C by using the C<GIMME> macro. This will return C<G_SCALAR>
303 if you have been called in a scalar context and C<G_ARRAY> if in an
304 array context. An example of using the C<GIMME> macro is shown in
305 section I<Using GIMME>.
306
307 =head1 KNOWN PROBLEMS
308
309 This section outlines all known problems that exist in the
310 I<perl_call_*> functions.
311
312 =over 5
313
314 =item 1.
315
316 If you are intending to make use of both the G_EVAL and G_SCALAR flags
317 in your code, use a version of Perl greater than 5.000.  There is a bug
318 in version 5.000 of Perl which means that the combination of these two
319 flags will not work as described in the section I<FLAG VALUES>.
320
321 Specifically, if the two flags are used when calling a subroutine and
322 that subroutine does not call I<die>, the value returned by
323 I<perl_call_*> will be wrong.
324
325
326 =item 2.
327
328 In Perl 5.000 and 5.001 there is a problem with using I<perl_call_*> if
329 the Perl sub you are calling attempts to trap a I<die>.
330
331 The symptom of this problem is that the called Perl sub will continue
332 to completion, but whenever it attempts to pass control back to the
333 XSUB, the program will immediately terminate.
334
335 For example, say you want to call this Perl sub
336
337     sub fred
338     {
339         eval { die "Fatal Error" ; }
340         print "Trapped error: $@\n" 
341             if $@ ;
342     }
343
344 via this XSUB
345
346     void
347     Call_fred()
348         CODE:
349         PUSHMARK(sp) ;
350         perl_call_pv("fred", G_DISCARD|G_NOARGS) ;
351         fprintf(stderr, "back in Call_fred\n") ;
352
353 When C<Call_fred> is executed it will print
354
355     Trapped error: Fatal Error
356
357 As control never returns to C<Call_fred>, the C<"back in Call_fred">
358 string will not get printed.
359
360 To work around this problem, you can either upgrade to Perl 5.002 (or
361 later), or use the G_EVAL flag with I<perl_call_*> as shown below
362
363     void
364     Call_fred()
365         CODE:
366         PUSHMARK(sp) ;
367         perl_call_pv("fred", G_EVAL|G_DISCARD|G_NOARGS) ;
368         fprintf(stderr, "back in Call_fred\n") ;
369
370 =back
371
372
373
374 =head1 EXAMPLES
375
376 Enough of the definition talk, let's have a few examples.
377
378 Perl provides many macros to assist in accessing the Perl stack.
379 Wherever possible, these macros should always be used when interfacing
380 to Perl internals.  Hopefully this should make the code less vulnerable
381 to any changes made to Perl in the future.
382
383 Another point worth noting is that in the first series of examples I
384 have made use of only the I<perl_call_pv> function.  This has been done
385 to keep the code simpler and ease you into the topic.  Wherever
386 possible, if the choice is between using I<perl_call_pv> and
387 I<perl_call_sv>, you should always try to use I<perl_call_sv>.  See
388 I<Using perl_call_sv> for details.
389
390 =head2 No Parameters, Nothing returned
391
392 This first trivial example will call a Perl subroutine, I<PrintUID>, to
393 print out the UID of the process.
394
395     sub PrintUID
396     {
397         print "UID is $<\n" ;
398     }
399
400 and here is a C function to call it
401
402     static void
403     call_PrintUID()
404     {
405         dSP ;
406
407         PUSHMARK(sp) ;
408         perl_call_pv("PrintUID", G_DISCARD|G_NOARGS) ;
409     }
410
411 Simple, eh.
412
413 A few points to note about this example.
414
415 =over 5
416
417 =item 1.
418
419 Ignore C<dSP> and C<PUSHMARK(sp)> for now. They will be discussed in
420 the next example.
421
422 =item 2.
423
424 We aren't passing any parameters to I<PrintUID> so G_NOARGS can be
425 specified.
426
427 =item 3.
428
429 We aren't interested in anything returned from I<PrintUID>, so
430 G_DISCARD is specified. Even if I<PrintUID> was changed to actually
431 return some value(s), having specified G_DISCARD will mean that they
432 will be wiped by the time control returns from I<perl_call_pv>.
433
434 =item 4.
435
436 As I<perl_call_pv> is being used, the Perl subroutine is specified as a
437 C string. In this case the subroutine name has been 'hard-wired' into the
438 code.
439
440 =item 5.
441
442 Because we specified G_DISCARD, it is not necessary to check the value
443 returned from I<perl_call_pv>. It will always be 0.
444
445 =back
446
447 =head2 Passing Parameters
448
449 Now let's make a slightly more complex example. This time we want to
450 call a Perl subroutine, C<LeftString>, which will take 2 parameters - a
451 string (C<$s>) and an integer (C<$n>).  The subroutine will simply
452 print the first C<$n> characters of the string.
453
454 So the Perl subroutine would look like this
455
456     sub LeftString
457     {
458         my($s, $n) = @_ ;
459         print substr($s, 0, $n), "\n" ;
460     }
461
462 The C function required to call I<LeftString> would look like this.
463
464     static void
465     call_LeftString(a, b)
466     char * a ;
467     int b ;
468     {
469         dSP ;
470
471         PUSHMARK(sp) ;
472         XPUSHs(sv_2mortal(newSVpv(a, 0)));
473         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
474         PUTBACK ;
475
476         perl_call_pv("LeftString", G_DISCARD);
477     }
478
479 Here are a few notes on the C function I<call_LeftString>.
480
481 =over 5
482
483 =item 1.
484
485 Parameters are passed to the Perl subroutine using the Perl stack.
486 This is the purpose of the code beginning with the line C<dSP> and
487 ending with the line C<PUTBACK>.
488
489
490 =item 2.
491
492 If you are going to put something onto the Perl stack, you need to know
493 where to put it. This is the purpose of the macro C<dSP> - it declares
494 and initializes a I<local> copy of the Perl stack pointer.
495
496 All the other macros which will be used in this example require you to
497 have used this macro.
498
499 The exception to this rule is if you are calling a Perl subroutine
500 directly from an XSUB function. In this case it is not necessary to
501 explicitly use the C<dSP> macro - it will be declared for you
502 automatically.
503
504 =item 3.
505
506 Any parameters to be pushed onto the stack should be bracketed by the
507 C<PUSHMARK> and C<PUTBACK> macros.  The purpose of these two macros, in
508 this context, is to automatically count the number of parameters you
509 are pushing. Then whenever Perl is creating the C<@_> array for the
510 subroutine, it knows how big to make it.
511
512 The C<PUSHMARK> macro tells Perl to make a mental note of the current
513 stack pointer. Even if you aren't passing any parameters (like the
514 example shown in the section I<No Parameters, Nothing returned>) you
515 must still call the C<PUSHMARK> macro before you can call any of the
516 I<perl_call_*> functions - Perl still needs to know that there are no
517 parameters.
518
519 The C<PUTBACK> macro sets the global copy of the stack pointer to be
520 the same as our local copy. If we didn't do this I<perl_call_pv>
521 wouldn't know where the two parameters we pushed were - remember that
522 up to now all the stack pointer manipulation we have done is with our
523 local copy, I<not> the global copy.
524
525 =item 4.
526
527 The only flag specified this time is G_DISCARD. Since we are passing 2
528 parameters to the Perl subroutine this time, we have not specified
529 G_NOARGS.
530
531 =item 5.
532
533 Next, we come to XPUSHs. This is where the parameters actually get
534 pushed onto the stack. In this case we are pushing a string and an
535 integer.
536
537 See the section L<perlguts/"XSUB'S and the Argument Stack"> for details
538 on how the XPUSH macros work.
539
540 =item 6.
541
542 Finally, I<LeftString> can now be called via the I<perl_call_pv>
543 function.
544
545 =back
546
547 =head2 Returning a Scalar
548
549 Now for an example of dealing with the items returned from a Perl
550 subroutine.
551
552 Here is a Perl subroutine, I<Adder>,  which takes 2 integer parameters
553 and simply returns their sum.
554
555     sub Adder
556     {
557         my($a, $b) = @_ ;
558         $a + $b ;
559     }
560
561 Since we are now concerned with the return value from I<Adder>, the C
562 function required to call it is now a bit more complex.
563
564     static void
565     call_Adder(a, b)
566     int a ;
567     int b ;
568     {
569         dSP ;
570         int count ;
571
572         ENTER ;
573         SAVETMPS;
574
575         PUSHMARK(sp) ;
576         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a)));
577         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
578         PUTBACK ;
579
580         count = perl_call_pv("Adder", G_SCALAR);
581
582         SPAGAIN ;
583
584         if (count != 1)
585             croak("Big trouble\n") ;
586
587         printf ("The sum of %d and %d is %d\n", a, b, POPi) ;
588
589         PUTBACK ;
590         FREETMPS ;
591         LEAVE ;
592     }
593
594 Points to note this time are
595
596 =over 5
597
598 =item 1. 
599
600 The only flag specified this time was G_SCALAR. That means the C<@_>
601 array will be created and that the value returned by I<Adder> will
602 still exist after the call to I<perl_call_pv>.
603
604
605
606 =item 2.
607
608 Because we are interested in what is returned from I<Adder> we cannot
609 specify G_DISCARD. This means that we will have to tidy up the Perl
610 stack and dispose of any temporary values ourselves. This is the
611 purpose of
612
613     ENTER ;
614     SAVETMPS ;
615
616 at the start of the function, and
617
618     FREETMPS ;
619     LEAVE ;
620
621 at the end. The C<ENTER>/C<SAVETMPS> pair creates a boundary for any
622 temporaries we create.  This means that the temporaries we get rid of
623 will be limited to those which were created after these calls.
624
625 The C<FREETMPS>/C<LEAVE> pair will get rid of any values returned by
626 the Perl subroutine, plus it will also dump the mortal SV's we have
627 created.  Having C<ENTER>/C<SAVETMPS> at the beginning of the code
628 makes sure that no other mortals are destroyed.
629
630 Think of these macros as working a bit like using C<{> and C<}> in Perl
631 to limit the scope of local variables.
632
633 See the section I<Using Perl to dispose of temporaries> for details of
634 an alternative to using these macros.
635
636 =item 3.
637
638 The purpose of the macro C<SPAGAIN> is to refresh the local copy of the
639 stack pointer. This is necessary because it is possible that the memory
640 allocated to the Perl stack has been re-allocated whilst in the
641 I<perl_call_pv> call.
642
643 If you are making use of the Perl stack pointer in your code you must
644 always refresh the your local copy using SPAGAIN whenever you make use
645 of the I<perl_call_*> functions or any other Perl internal function.
646
647 =item 4.
648
649 Although only a single value was expected to be returned from I<Adder>,
650 it is still good practice to check the return code from I<perl_call_pv>
651 anyway.
652
653 Expecting a single value is not quite the same as knowing that there
654 will be one. If someone modified I<Adder> to return a list and we
655 didn't check for that possibility and take appropriate action the Perl
656 stack would end up in an inconsistent state. That is something you
657 I<really> don't want to ever happen.
658
659 =item 5.
660
661 The C<POPi> macro is used here to pop the return value from the stack.
662 In this case we wanted an integer, so C<POPi> was used.
663
664
665 Here is the complete list of POP macros available, along with the types
666 they return.
667
668     POPs        SV
669     POPp        pointer
670     POPn        double
671     POPi        integer
672     POPl        long
673
674 =item 6.
675
676 The final C<PUTBACK> is used to leave the Perl stack in a consistent
677 state before exiting the function.  This is necessary because when we
678 popped the return value from the stack with C<POPi> it updated only our
679 local copy of the stack pointer.  Remember, C<PUTBACK> sets the global
680 stack pointer to be the same as our local copy.
681
682 =back
683
684
685 =head2 Returning a list of values
686
687 Now, let's extend the previous example to return both the sum of the
688 parameters and the difference.
689
690 Here is the Perl subroutine
691
692     sub AddSubtract
693     {
694        my($a, $b) = @_ ;
695        ($a+$b, $a-$b) ;
696     }
697
698 and this is the C function
699
700     static void
701     call_AddSubtract(a, b)
702     int a ;
703     int b ;
704     {
705         dSP ;
706         int count ;
707
708         ENTER ;
709         SAVETMPS;
710
711         PUSHMARK(sp) ;
712         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a)));
713         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
714         PUTBACK ;
715
716         count = perl_call_pv("AddSubtract", G_ARRAY);
717
718         SPAGAIN ;
719
720         if (count != 2)
721             croak("Big trouble\n") ;
722
723         printf ("%d - %d = %d\n", a, b, POPi) ;
724         printf ("%d + %d = %d\n", a, b, POPi) ;
725
726         PUTBACK ;
727         FREETMPS ;
728         LEAVE ;
729     }
730
731 If I<call_AddSubtract> is called like this
732
733     call_AddSubtract(7, 4) ;
734
735 then here is the output
736
737     7 - 4 = 3
738     7 + 4 = 11
739
740 Notes
741
742 =over 5
743
744 =item 1.
745
746 We wanted array context, so G_ARRAY was used.
747
748 =item 2.
749
750 Not surprisingly C<POPi> is used twice this time because we were
751 retrieving 2 values from the stack. The important thing to note is that
752 when using the C<POP*> macros they come off the stack in I<reverse>
753 order.
754
755 =back
756
757 =head2 Returning a list in a scalar context
758
759 Say the Perl subroutine in the previous section was called in a scalar
760 context, like this
761
762     static void
763     call_AddSubScalar(a, b)
764     int a ;
765     int b ;
766     {
767         dSP ;
768         int count ;
769         int i ;
770
771         ENTER ;
772         SAVETMPS;
773
774         PUSHMARK(sp) ;
775         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a)));
776         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
777         PUTBACK ;
778
779         count = perl_call_pv("AddSubtract", G_SCALAR);
780
781         SPAGAIN ;
782
783         printf ("Items Returned = %d\n", count) ;
784
785         for (i = 1 ; i <= count ; ++i)
786             printf ("Value %d = %d\n", i, POPi) ;
787
788         PUTBACK ;
789         FREETMPS ;
790         LEAVE ;
791     }
792
793 The other modification made is that I<call_AddSubScalar> will print the
794 number of items returned from the Perl subroutine and their value (for
795 simplicity it assumes that they are integer).  So if
796 I<call_AddSubScalar> is called
797
798     call_AddSubScalar(7, 4) ;
799
800 then the output will be
801
802     Items Returned = 1
803     Value 1 = 3
804
805 In this case the main point to note is that only the last item in the
806 list returned from the subroutine, I<Adder> actually made it back to
807 I<call_AddSubScalar>.
808
809
810 =head2 Returning Data from Perl via the parameter list
811
812 It is also possible to return values directly via the parameter list -
813 whether it is actually desirable to do it is another matter entirely.
814
815 The Perl subroutine, I<Inc>, below takes 2 parameters and increments
816 each directly.
817
818     sub Inc
819     {
820         ++ $_[0] ;
821         ++ $_[1] ;
822     }
823
824 and here is a C function to call it.
825
826     static void
827     call_Inc(a, b)
828     int a ;
829     int b ;
830     {
831         dSP ;
832         int count ;
833         SV * sva ;
834         SV * svb ;
835
836         ENTER ;
837         SAVETMPS;
838
839         sva = sv_2mortal(newSViv(a)) ;
840         svb = sv_2mortal(newSViv(b)) ;
841
842         PUSHMARK(sp) ;
843         XPUSHs(sva);
844         XPUSHs(svb);
845         PUTBACK ;
846
847         count = perl_call_pv("Inc", G_DISCARD);
848
849         if (count != 0)
850             croak ("call_Inc: expected 0 values from 'Inc', got %d\n",
851                    count) ;
852
853         printf ("%d + 1 = %d\n", a, SvIV(sva)) ;
854         printf ("%d + 1 = %d\n", b, SvIV(svb)) ;
855
856         FREETMPS ;
857         LEAVE ;
858     }
859
860 To be able to access the two parameters that were pushed onto the stack
861 after they return from I<perl_call_pv> it is necessary to make a note
862 of their addresses - thus the two variables C<sva> and C<svb>.
863
864 The reason this is necessary is that the area of the Perl stack which
865 held them will very likely have been overwritten by something else by
866 the time control returns from I<perl_call_pv>.
867
868
869
870
871 =head2 Using G_EVAL
872
873 Now an example using G_EVAL. Below is a Perl subroutine which computes
874 the difference of its 2 parameters. If this would result in a negative
875 result, the subroutine calls I<die>.
876
877     sub Subtract
878     {
879         my ($a, $b) = @_ ;
880
881         die "death can be fatal\n" if $a < $b ;
882
883         $a - $b ;
884     }
885
886 and some C to call it
887
888     static void
889     call_Subtract(a, b)
890     int a ;
891     int b ;
892     {
893         dSP ;
894         int count ;
895         SV * sv ;
896
897         ENTER ;
898         SAVETMPS;
899
900         PUSHMARK(sp) ;
901         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a)));
902         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
903         PUTBACK ;
904
905         count = perl_call_pv("Subtract", G_EVAL|G_SCALAR);
906
907         SPAGAIN ;
908
909         /* Check the eval first */
910         sv = GvSV(gv_fetchpv("@", TRUE, SVt_PV));
911         if (SvTRUE(sv))
912         {
913             printf ("Uh oh - %s\n", SvPV(sv, na)) ;
914             POPs ;
915         }
916         else
917         {
918             if (count != 1)
919                croak("call_Subtract: wanted 1 value from 'Subtract', got %d\n",
920                         count) ;
921
922             printf ("%d - %d = %d\n", a, b, POPi) ;
923         }
924
925         PUTBACK ;
926         FREETMPS ;
927         LEAVE ;
928     }
929
930 If I<call_Subtract> is called thus
931
932     call_Subtract(4, 5)
933
934 the following will be printed
935
936     Uh oh - death can be fatal
937
938 Notes
939
940 =over 5
941
942 =item 1.
943
944 We want to be able to catch the I<die> so we have used the G_EVAL
945 flag.  Not specifying this flag would mean that the program would
946 terminate immediately at the I<die> statement in the subroutine
947 I<Subtract>.
948
949 =item 2.
950
951 The code 
952
953     sv = GvSV(gv_fetchpv("@", TRUE, SVt_PV));
954     if (SvTRUE(sv))
955     {
956         printf ("Uh oh - %s\n", SvPVx(sv, na)) ;
957         POPs ;
958     }
959
960 is the direct equivalent of this bit of Perl
961
962     print "Uh oh - $@\n" if $@ ;
963
964 =item 3.
965
966 Note that the stack is popped using C<POPs> in the block where
967 C<SvTRUE(sv)> is true.  This is necessary because whenever a
968 I<perl_call_*> function invoked with G_EVAL|G_SCALAR returns an error,
969 the top of the stack holds the value I<undef>. Since we want the
970 program to continue after detecting this error, it is essential that
971 the stack is tidied up by removing the I<undef>.
972
973 =back
974
975
976 =head2 Using perl_call_sv
977
978 In all the previous examples I have 'hard-wired' the name of the Perl
979 subroutine to be called from C.  Most of the time though, it is more
980 convenient to be able to specify the name of the Perl subroutine from
981 within the Perl script.
982
983 Consider the Perl code below
984
985     sub fred
986     {
987         print "Hello there\n" ;
988     }
989
990     CallSubPV("fred") ;
991
992 Here is a snippet of XSUB which defines I<CallSubPV>.
993
994     void
995     CallSubPV(name)
996         char *  name
997         CODE:
998         PUSHMARK(sp) ;
999         perl_call_pv(name, G_DISCARD|G_NOARGS) ;
1000
1001 That is fine as far as it goes. The thing is, the Perl subroutine 
1002 can be specified only as a string.  For Perl 4 this was adequate,
1003 but Perl 5 allows references to subroutines and anonymous subroutines.
1004 This is where I<perl_call_sv> is useful.
1005
1006 The code below for I<CallSubSV> is identical to I<CallSubPV> except
1007 that the C<name> parameter is now defined as an SV* and we use
1008 I<perl_call_sv> instead of I<perl_call_pv>.
1009
1010     void
1011     CallSubSV(name)
1012         SV *    name
1013         CODE:
1014         PUSHMARK(sp) ;
1015         perl_call_sv(name, G_DISCARD|G_NOARGS) ;
1016
1017 Since we are using an SV to call I<fred> the following can all be used
1018
1019     CallSubSV("fred") ;
1020     CallSubSV(\&fred) ;
1021     $ref = \&fred ;
1022     CallSubSV($ref) ;
1023     CallSubSV( sub { print "Hello there\n" } ) ;
1024
1025 As you can see, I<perl_call_sv> gives you much greater flexibility in
1026 how you can specify the Perl subroutine.
1027
1028 You should note that if it is necessary to store the SV (C<name> in the
1029 example above) which corresponds to the Perl subroutine so that it can
1030 be used later in the program, it not enough to just store a copy of the
1031 pointer to the SV. Say the code above had been like this
1032
1033     static SV * rememberSub ;
1034
1035     void
1036     SaveSub1(name)
1037         SV *    name
1038         CODE:
1039         rememberSub = name ;
1040
1041     void
1042     CallSavedSub1()
1043         CODE:
1044         PUSHMARK(sp) ;
1045         perl_call_sv(rememberSub, G_DISCARD|G_NOARGS) ;
1046
1047 The reason this is wrong is that by the time you come to use the
1048 pointer C<rememberSub> in C<CallSavedSub1>, it may or may not still refer
1049 to the Perl subroutine that was recorded in C<SaveSub1>.  This is
1050 particularly true for these cases
1051
1052     SaveSub1(\&fred) ;
1053     CallSavedSub1() ;
1054
1055     SaveSub1( sub { print "Hello there\n" } ) ;
1056     CallSavedSub1() ;
1057
1058 By the time each of the C<SaveSub1> statements above have been executed,
1059 the SV*'s which corresponded to the parameters will no longer exist.
1060 Expect an error message from Perl of the form
1061
1062     Can't use an undefined value as a subroutine reference at ...
1063
1064 for each of the C<CallSavedSub1> lines.
1065
1066 Similarly, with this code 
1067
1068     $ref = \&fred ;
1069     SaveSub1($ref) ;
1070     $ref = 47 ;
1071     CallSavedSub1() ;
1072
1073 you can expect one of these messages (which you actually get is dependant on 
1074 the version of Perl you are using) 
1075
1076     Not a CODE reference at ...
1077     Undefined subroutine &main::47 called ...
1078
1079 The variable C<$ref> may have referred to the subroutine C<fred>
1080 whenever the call to C<SaveSub1> was made but by the time
1081 C<CallSavedSub1> gets called it now holds the number C<47>. Since we
1082 saved only a pointer to the original SV in C<SaveSub1>, any changes to
1083 C<$ref> will be tracked by the pointer C<rememberSub>. This means that
1084 whenever C<CallSavedSub1> gets called, it will attempt to execute the
1085 code which is referenced by the SV* C<rememberSub>.  In this case
1086 though, it now refers to the integer C<47>, so expect Perl to complain
1087 loudly.
1088
1089 A similar but more subtle problem is illustrated with this code
1090
1091     $ref = \&fred ;
1092     SaveSub1($ref) ;
1093     $ref = \&joe ;
1094     CallSavedSub1() ;
1095
1096 This time whenever C<CallSavedSub1> get called it will execute the Perl
1097 subroutine C<joe> (assuming it exists) rather than C<fred> as was 
1098 originally requested in the call to C<SaveSub1>.
1099
1100 To get around these problems it is necessary to take a full copy of the
1101 SV.  The code below shows C<SaveSub2> modified to do that
1102
1103     static SV * keepSub = (SV*)NULL ;
1104
1105     void
1106     SaveSub2(name)
1107         SV *    name
1108         CODE:
1109         /* Take a copy of the callback */
1110         if (keepSub == (SV*)NULL)
1111             /* First time, so create a new SV */
1112             keepSub = newSVsv(name) ;
1113         else
1114             /* Been here before, so overwrite */
1115             SvSetSV(keepSub, name) ;
1116
1117     void
1118     CallSavedSub2()
1119         CODE:
1120         PUSHMARK(sp) ;
1121         perl_call_sv(keepSub, G_DISCARD|G_NOARGS) ;
1122
1123 In order to avoid creating a new SV every time C<SaveSub2> is called,
1124 the function first checks to see if it has been called before.  If not,
1125 then space for a new SV is allocated and the reference to the Perl
1126 subroutine, C<name> is copied to the variable C<keepSub> in one
1127 operation using C<newSVsv>.  Thereafter, whenever C<SaveSub2> is called
1128 the existing SV, C<keepSub>, is overwritten with the new value using
1129 C<SvSetSV>.
1130
1131 =head2 Using perl_call_argv
1132
1133 Here is a Perl subroutine which prints whatever parameters are passed
1134 to it.
1135
1136     sub PrintList
1137     {
1138         my(@list) = @_ ;
1139
1140         foreach (@list) { print "$_\n" }
1141     }
1142
1143 and here is an example of I<perl_call_argv> which will call
1144 I<PrintList>.
1145
1146     static char * words[] = {"alpha", "beta", "gamma", "delta", NULL} ;
1147
1148     static void
1149     call_PrintList()
1150     {
1151         dSP ;
1152
1153         perl_call_argv("PrintList", G_DISCARD, words) ;
1154     }
1155
1156 Note that it is not necessary to call C<PUSHMARK> in this instance.
1157 This is because I<perl_call_argv> will do it for you.
1158
1159 =head2 Using perl_call_method
1160
1161 Consider the following Perl code
1162
1163     {
1164         package Mine ;
1165
1166         sub new
1167         {
1168             my($type) = shift ;
1169             bless [@_]
1170         }
1171
1172         sub Display
1173         {
1174             my ($self, $index) = @_ ;
1175             print "$index: $$self[$index]\n" ;
1176         }
1177
1178         sub PrintID
1179         {
1180             my($class) = @_ ;
1181             print "This is Class $class version 1.0\n" ;
1182         }
1183     }
1184
1185 It just implements a very simple class to manage an array.  Apart from
1186 the constructor, C<new>, it declares methods, one static and one
1187 virtual. The static method, C<PrintID>, simply prints out the class
1188 name and a version number. The virtual method, C<Display>, prints out a
1189 single element of the array.  Here is an all Perl example of using it.
1190
1191     $a = new Mine ('red', 'green', 'blue') ;
1192     $a->Display(1) ;
1193     PrintID Mine;
1194
1195 will print
1196
1197     1: green
1198     This is Class Mine version 1.0 
1199
1200 Calling a Perl method from C is fairly straightforward. The following
1201 things are required
1202
1203 =over 5
1204
1205 =item *
1206
1207 a reference to the object for a virtual method or the name of the class
1208 for a static method.
1209
1210 =item *
1211
1212 the name of the method.
1213
1214 =item *
1215
1216 any other parameters specific to the method.
1217
1218 =back
1219
1220 Here is a simple XSUB which illustrates the mechanics of calling both
1221 the C<PrintID> and C<Display> methods from C.
1222
1223     void
1224     call_Method(ref, method, index)
1225         SV *    ref
1226         char *  method
1227         int             index
1228         CODE:
1229         PUSHMARK(sp);
1230         XPUSHs(ref);
1231         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(index))) ;
1232         PUTBACK;
1233
1234         perl_call_method(method, G_DISCARD) ;
1235
1236     void
1237     call_PrintID(class, method)
1238         char *  class
1239         char *  method
1240         CODE:
1241         PUSHMARK(sp);
1242         XPUSHs(sv_2mortal(newSVpv(class, 0))) ;
1243         PUTBACK;
1244
1245         perl_call_method(method, G_DISCARD) ;
1246
1247
1248 So the methods C<PrintID> and C<Display> can be invoked like this
1249
1250     $a = new Mine ('red', 'green', 'blue') ;
1251     call_Method($a, 'Display', 1) ;
1252     call_PrintID('Mine', 'PrintID') ;
1253
1254 The only thing to note is that in both the static and virtual methods,
1255 the method name is not passed via the stack - it is used as the first
1256 parameter to I<perl_call_method>.
1257
1258 =head2 Using GIMME
1259
1260 Here is a trivial XSUB which prints the context in which it is 
1261 currently executing.
1262
1263     void
1264     PrintContext()
1265         CODE:
1266         if (GIMME == G_SCALAR)
1267             printf ("Context is Scalar\n") ;
1268         else
1269             printf ("Context is Array\n") ;
1270
1271 and here is some Perl to test it
1272
1273     $a = PrintContext ;
1274     @a = PrintContext ;
1275
1276 The output from that will be
1277
1278     Context is Scalar
1279     Context is Array
1280
1281 =head2 Using Perl to dispose of temporaries
1282
1283 In the examples given to date, any temporaries created in the callback
1284 (i.e. parameters passed on the stack to the I<perl_call_*> function or
1285 values returned via the stack) have been freed by one of these methods
1286
1287 =over 5
1288
1289 =item *
1290
1291 specifying the G_DISCARD flag with I<perl_call_*>.
1292
1293 =item *
1294
1295 explicitly disposed of using the C<ENTER>/C<SAVETMPS> -
1296 C<FREETMPS>/C<LEAVE> pairing.
1297
1298 =back
1299
1300 There is another method which can be used, namely letting Perl do it
1301 for you automatically whenever it regains control after the callback
1302 has terminated.  This is done by simply not using the
1303
1304     ENTER ;
1305     SAVETMPS ;
1306     ...
1307     FREETMPS ;
1308     LEAVE ;
1309
1310 sequence in the callback (and not, of course, specifying the G_DISCARD
1311 flag).
1312
1313 If you are going to use this method you have to be aware of a possible
1314 memory leak which can arise under very specific circumstances.  To
1315 explain these circumstances you need to know a bit about the flow of
1316 control between Perl and the callback routine.
1317
1318 The examples given at the start of the document (an error handler and
1319 an event driven program) are typical of the two main sorts of flow
1320 control that you are likely to encounter with callbacks.  There is a
1321 very important distinction between them, so pay attention.
1322
1323 In the first example, an error handler, the flow of control could be as
1324 follows.  You have created an interface to an external library.
1325 Control can reach the external library like this
1326
1327     perl --> XSUB --> external library
1328
1329 Whilst control is in the library, an error condition occurs. You have
1330 previously set up a Perl callback to handle this situation, so it will
1331 get executed. Once the callback has finished, control will drop back to
1332 Perl again.  Here is what the flow of control will be like in that
1333 situation
1334
1335     perl --> XSUB --> external library
1336                       ...
1337                       error occurs
1338                       ...
1339                       external library --> perl_call --> perl
1340                                                           |
1341     perl <-- XSUB <-- external library <-- perl_call <----+
1342
1343 After processing of the error using I<perl_call_*> is completed,
1344 control reverts back to Perl more or less immediately.
1345
1346 In the diagram, the further right you go the more deeply nested the
1347 scope is.  It is only when control is back with perl on the extreme
1348 left of the diagram that you will have dropped back to the enclosing
1349 scope and any temporaries you have left hanging around will be freed.
1350
1351 In the second example, an event driven program, the flow of control
1352 will be more like this
1353
1354     perl --> XSUB --> event handler
1355                       ...
1356                       event handler --> perl_call --> perl 
1357                                                        |
1358                       event handler <-- perl_call --<--+
1359                       ...
1360                       event handler --> perl_call --> perl 
1361                                                        |
1362                       event handler <-- perl_call --<--+
1363                       ...
1364                       event handler --> perl_call --> perl 
1365                                                        |
1366                       event handler <-- perl_call --<--+
1367
1368 In this case the flow of control can consist of only the repeated
1369 sequence
1370
1371     event handler --> perl_call --> perl
1372
1373 for the practically the complete duration of the program.  This means
1374 that control may I<never> drop back to the surrounding scope in Perl at
1375 the extreme left.
1376
1377 So what is the big problem? Well, if you are expecting Perl to tidy up
1378 those temporaries for you, you might be in for a long wait.  For Perl
1379 to actually dispose of your temporaries, control must drop back to the
1380 enclosing scope at some stage.  In the event driven scenario that may
1381 never happen.  This means that as time goes on, your program will
1382 create more and more temporaries, none of which will ever be freed. As
1383 each of these temporaries consumes some memory your program will
1384 eventually consume all the available memory in your system - kapow!
1385
1386 So here is the bottom line - if you are sure that control will revert
1387 back to the enclosing Perl scope fairly quickly after the end of your
1388 callback, then it isn't absolutely necessary to explicitly dispose of
1389 any temporaries you may have created. Mind you, if you are at all
1390 uncertain about what to do, it doesn't do any harm to tidy up anyway.
1391
1392
1393 =head2 Strategies for storing Callback Context Information
1394
1395
1396 Potentially one of the trickiest problems to overcome when designing a
1397 callback interface can be figuring out how to store the mapping between
1398 the C callback function and the Perl equivalent.
1399
1400 To help understand why this can be a real problem first consider how a
1401 callback is set up in an all C environment.  Typically a C API will
1402 provide a function to register a callback.  This will expect a pointer
1403 to a function as one of its parameters.  Below is a call to a
1404 hypothetical function C<register_fatal> which registers the C function
1405 to get called when a fatal error occurs.
1406
1407     register_fatal(cb1) ;
1408
1409 The single parameter C<cb1> is a pointer to a function, so you must
1410 have defined C<cb1> in your code, say something like this
1411
1412     static void
1413     cb1()
1414     {
1415         printf ("Fatal Error\n") ;
1416         exit(1) ;
1417     }
1418
1419 Now change that to call a Perl subroutine instead
1420
1421     static SV * callback = (SV*)NULL;
1422
1423     static void
1424     cb1()
1425     {
1426         dSP ;
1427
1428         PUSHMARK(sp) ;
1429
1430         /* Call the Perl sub to process the callback */
1431         perl_call_sv(callback, G_DISCARD) ;
1432     }
1433
1434
1435     void
1436     register_fatal(fn)
1437         SV *    fn
1438         CODE:
1439         /* Remember the Perl sub */
1440         if (callback == (SV*)NULL)
1441             callback = newSVsv(fn) ;
1442         else
1443             SvSetSV(callback, fn) ;
1444
1445         /* register the callback with the external library */
1446         register_fatal(cb1) ;
1447
1448 where the Perl equivalent of C<register_fatal> and the callback it
1449 registers, C<pcb1>, might look like this
1450
1451     # Register the sub pcb1
1452     register_fatal(\&pcb1) ;
1453
1454     sub pcb1
1455     {
1456         die "I'm dying...\n" ;
1457     }
1458
1459 The mapping between the C callback and the Perl equivalent is stored in
1460 the global variable C<callback>.
1461
1462 This will be adequate if you ever need to have only 1 callback
1463 registered at any time. An example could be an error handler like the
1464 code sketched out above. Remember though, repeated calls to
1465 C<register_fatal> will replace the previously registered callback
1466 function with the new one.
1467
1468 Say for example you want to interface to a library which allows asynchronous
1469 file i/o.  In this case you may be able to register a callback whenever
1470 a read operation has completed. To be of any use we want to be able to
1471 call separate Perl subroutines for each file that is opened.  As it
1472 stands, the error handler example above would not be adequate as it
1473 allows only a single callback to be defined at any time. What we
1474 require is a means of storing the mapping between the opened file and
1475 the Perl subroutine we want to be called for that file.
1476
1477 Say the i/o library has a function C<asynch_read> which associates a C
1478 function C<ProcessRead> with a file handle C<fh> - this assumes that it
1479 has also provided some routine to open the file and so obtain the file
1480 handle.
1481
1482     asynch_read(fh, ProcessRead)
1483
1484 This may expect the C I<ProcessRead> function of this form
1485
1486     void
1487     ProcessRead(fh, buffer)
1488     int fh ;
1489     char *      buffer ;
1490     {
1491          ... 
1492     }
1493
1494 To provide a Perl interface to this library we need to be able to map
1495 between the C<fh> parameter and the Perl subroutine we want called.  A
1496 hash is a convenient mechanism for storing this mapping.  The code
1497 below shows a possible implementation
1498
1499     static HV * Mapping = (HV*)NULL ;
1500
1501     void
1502     asynch_read(fh, callback)
1503         int     fh
1504         SV *    callback
1505         CODE:
1506         /* If the hash doesn't already exist, create it */
1507         if (Mapping == (HV*)NULL)
1508             Mapping = newHV() ;
1509
1510         /* Save the fh -> callback mapping */
1511         hv_store(Mapping, (char*)&fh, sizeof(fh), newSVsv(callback), 0) ;
1512
1513         /* Register with the C Library */
1514         asynch_read(fh, asynch_read_if) ;
1515
1516 and C<asynch_read_if> could look like this
1517
1518     static void
1519     asynch_read_if(fh, buffer)
1520     int fh ;
1521     char *      buffer ;
1522     {
1523         dSP ;
1524         SV ** sv ;
1525
1526         /* Get the callback associated with fh */
1527         sv =  hv_fetch(Mapping, (char*)&fh , sizeof(fh), FALSE) ;
1528         if (sv == (SV**)NULL)
1529             croak("Internal error...\n") ;
1530
1531         PUSHMARK(sp) ;
1532         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(fh))) ;
1533         XPUSHs(sv_2mortal(newSVpv(buffer, 0))) ;
1534         PUTBACK ;
1535
1536         /* Call the Perl sub */
1537         perl_call_sv(*sv, G_DISCARD) ;
1538     }
1539
1540 For completeness, here is C<asynch_close>.  This shows how to remove
1541 the entry from the hash C<Mapping>.
1542
1543     void
1544     asynch_close(fh)
1545         int     fh
1546         CODE:
1547         /* Remove the entry from the hash */
1548         (void) hv_delete(Mapping, (char*)&fh, sizeof(fh), G_DISCARD) ;
1549
1550         /* Now call the real asynch_close */
1551         asynch_close(fh) ;
1552
1553 So the Perl interface would look like this
1554
1555     sub callback1
1556     {
1557         my($handle, $buffer) = @_ ;
1558     }
1559
1560     # Register the Perl callback
1561     asynch_read($fh, \&callback1) ;
1562
1563     asynch_close($fh) ;
1564
1565 The mapping between the C callback and Perl is stored in the global
1566 hash C<Mapping> this time. Using a hash has the distinct advantage that
1567 it allows an unlimited number of callbacks to be registered.
1568
1569 What if the interface provided by the C callback doesn't contain a
1570 parameter which allows the file handle to Perl subroutine mapping?  Say
1571 in the asynchronous i/o package, the callback function gets passed only
1572 the C<buffer> parameter like this
1573
1574     void
1575     ProcessRead(buffer)
1576     char *      buffer ;
1577     {
1578         ...
1579     }
1580
1581 Without the file handle there is no straightforward way to map from the
1582 C callback to the Perl subroutine.
1583
1584 In this case a possible way around this problem is to pre-define a
1585 series of C functions to act as the interface to Perl, thus
1586
1587     #define MAX_CB              3
1588     #define NULL_HANDLE -1
1589     typedef void (*FnMap)() ;
1590
1591     struct MapStruct {
1592         FnMap    Function ;
1593         SV *     PerlSub ;
1594         int      Handle ;
1595       } ;
1596
1597     static void  fn1() ;
1598     static void  fn2() ;
1599     static void  fn3() ;
1600
1601     static struct MapStruct Map [MAX_CB] =
1602         {
1603             { fn1, NULL, NULL_HANDLE },
1604             { fn2, NULL, NULL_HANDLE },
1605             { fn3, NULL, NULL_HANDLE }
1606         } ;
1607
1608     static void
1609     Pcb(index, buffer)
1610     int index ;
1611     char * buffer ;
1612     {
1613         dSP ;
1614
1615         PUSHMARK(sp) ;
1616         XPUSHs(sv_2mortal(newSVpv(buffer, 0))) ;
1617         PUTBACK ;
1618
1619         /* Call the Perl sub */
1620         perl_call_sv(Map[index].PerlSub, G_DISCARD) ;
1621     }
1622
1623     static void
1624     fn1(buffer)
1625     char * buffer ;
1626     {
1627         Pcb(0, buffer) ;
1628     }
1629
1630     static void
1631     fn2(buffer)
1632     char * buffer ;
1633     {
1634         Pcb(1, buffer) ;
1635     }
1636
1637     static void
1638     fn3(buffer)
1639     char * buffer ;
1640     {
1641         Pcb(2, buffer) ;
1642     }
1643
1644     void
1645     array_asynch_read(fh, callback)
1646         int             fh
1647         SV *    callback
1648         CODE:
1649         int index ;
1650         int null_index = MAX_CB ;
1651
1652         /* Find the same handle or an empty entry */
1653         for (index = 0 ; index < MAX_CB ; ++index)
1654         {
1655             if (Map[index].Handle == fh)
1656                 break ;
1657
1658             if (Map[index].Handle == NULL_HANDLE)
1659                 null_index = index ;
1660         }
1661
1662         if (index == MAX_CB && null_index == MAX_CB)
1663             croak ("Too many callback functions registered\n") ;
1664
1665         if (index == MAX_CB)
1666             index = null_index ;
1667
1668         /* Save the file handle */
1669         Map[index].Handle = fh ;
1670
1671         /* Remember the Perl sub */
1672         if (Map[index].PerlSub == (SV*)NULL)
1673             Map[index].PerlSub = newSVsv(callback) ;
1674         else
1675             SvSetSV(Map[index].PerlSub, callback) ;
1676
1677         asynch_read(fh, Map[index].Function) ;
1678
1679     void
1680     array_asynch_close(fh)
1681         int     fh
1682         CODE:
1683         int index ;
1684
1685         /* Find the file handle */
1686         for (index = 0; index < MAX_CB ; ++ index)
1687             if (Map[index].Handle == fh)
1688                 break ;
1689
1690         if (index == MAX_CB)
1691             croak ("could not close fh %d\n", fh) ;
1692
1693         Map[index].Handle = NULL_HANDLE ;
1694         SvREFCNT_dec(Map[index].PerlSub) ;
1695         Map[index].PerlSub = (SV*)NULL ;
1696
1697         asynch_close(fh) ;
1698
1699 In this case the functions C<fn1>, C<fn2> and C<fn3> are used to
1700 remember the Perl subroutine to be called. Each of the functions holds
1701 a separate hard-wired index which is used in the function C<Pcb> to
1702 access the C<Map> array and actually call the Perl subroutine.
1703
1704 There are some obvious disadvantages with this technique.
1705
1706 Firstly, the code is considerably more complex than with the previous
1707 example.
1708
1709 Secondly, there is a hard-wired limit (in this case 3) to the number of
1710 callbacks that can exist simultaneously. The only way to increase the
1711 limit is by modifying the code to add more functions and then
1712 re-compiling.  None the less, as long as the number of functions is
1713 chosen with some care, it is still a workable solution and in some
1714 cases is the only one available.
1715
1716 To summarize, here are a number of possible methods for you to consider
1717 for storing the mapping between C and the Perl callback
1718
1719 =over 5
1720
1721 =item 1. Ignore the problem - Allow only 1 callback
1722
1723 For a lot of situations, like interfacing to an error handler, this may
1724 be a perfectly adequate solution.
1725
1726 =item 2. Create a sequence of callbacks - hard wired limit
1727
1728 If it is impossible to tell from the parameters passed back from the C
1729 callback what the context is, then you may need to create a sequence of C
1730 callback interface functions, and store pointers to each in an array.
1731
1732 =item 3. Use a parameter to map to the Perl callback
1733
1734 A hash is an ideal mechanism to store the mapping between C and Perl.
1735
1736 =back
1737
1738
1739 =head2 Alternate Stack Manipulation
1740
1741
1742 Although I have made use of only the C<POP*> macros to access values
1743 returned from Perl subroutines, it is also possible to bypass these
1744 macros and read the stack using the C<ST> macro (See L<perlxs> for a
1745 full description of the C<ST> macro).
1746
1747 Most of the time the C<POP*> macros should be adequate, the main
1748 problem with them is that they force you to process the returned values
1749 in sequence. This may not be the most suitable way to process the
1750 values in some cases. What we want is to be able to access the stack in
1751 a random order. The C<ST> macro as used when coding an XSUB is ideal
1752 for this purpose.
1753
1754 The code below is the example given in the section I<Returning a list
1755 of values> recoded to use C<ST> instead of C<POP*>.
1756
1757     static void
1758     call_AddSubtract2(a, b)
1759     int a ;
1760     int b ;
1761     {
1762         dSP ;
1763         I32 ax ;
1764         int count ;
1765
1766         ENTER ;
1767         SAVETMPS;
1768
1769         PUSHMARK(sp) ;
1770         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(a)));
1771         XPUSHs(sv_2mortal(newSViv(b)));
1772         PUTBACK ;
1773
1774         count = perl_call_pv("AddSubtract", G_ARRAY);
1775
1776         SPAGAIN ;
1777         sp -= count ;
1778         ax = (sp - stack_base) + 1 ;
1779
1780         if (count != 2)
1781             croak("Big trouble\n") ;
1782
1783         printf ("%d + %d = %d\n", a, b, SvIV(ST(0))) ;
1784         printf ("%d - %d = %d\n", a, b, SvIV(ST(1))) ;
1785
1786         PUTBACK ;
1787         FREETMPS ;
1788         LEAVE ;
1789     }
1790
1791 Notes
1792
1793 =over 5
1794
1795 =item 1.
1796
1797 Notice that it was necessary to define the variable C<ax>.  This is
1798 because the C<ST> macro expects it to exist.  If we were in an XSUB it
1799 would not be necessary to define C<ax> as it is already defined for
1800 you.
1801
1802 =item 2.
1803
1804 The code
1805
1806         SPAGAIN ;
1807         sp -= count ;
1808         ax = (sp - stack_base) + 1 ;
1809
1810 sets the stack up so that we can use the C<ST> macro.
1811
1812 =item 3.
1813
1814 Unlike the original coding of this example, the returned
1815 values are not accessed in reverse order.  So C<ST(0)> refers to the
1816 first value returned by the Perl subroutine and C<ST(count-1)> 
1817 refers to the last.
1818
1819 =back
1820
1821 =head1 SEE ALSO
1822
1823 L<perlxs>, L<perlguts>, L<perlembed>
1824
1825 =head1 AUTHOR
1826
1827 Paul Marquess <pmarquess@bfsec.bt.co.uk>
1828
1829 Special thanks to the following people who assisted in the creation of
1830 the document.
1831
1832 Jeff Okamoto, Tim Bunce, Nick Gianniotis, Steve Kelem and Larry Wall. 
1833
1834 =head1 DATE
1835
1836 Version 1.1, 17th May 1995