C의 함수 포인터 매핑 – 튜토리얼

이것은 **Kotlin과 C 매핑** 튜토리얼 시리즈의 세 번째 파트입니다. 진행하기 전에 이전 단계를 완료했는지 확인하세요.

C의 기본 데이터 타입 매핑
C의 구조체 및 유니온 타입 매핑
**함수 포인터 매핑**
C의 문자열 매핑

DANGER

C 라이브러리 가져오기는 실험적 기능입니다. cinterop 도구로 C 라이브러리에서 생성된 모든 Kotlin 선언에는 @ExperimentalForeignApi 어노테이션이 있어야 합니다.

Kotlin/Native와 함께 제공되는 네이티브 플랫폼 라이브러리(예: Foundation, UIKit, POSIX)는 일부 API에 대해서만 옵트인(opt-in)이 필요합니다.

Kotlin에서 어떤 C 함수 포인터가 보이는지 살펴보고, Kotlin/Native 및 멀티플랫폼 Gradle 빌드의 고급 C 상호 운용성(interop) 관련 사용 사례를 알아보겠습니다.

이 튜토리얼에서는 다음을 수행합니다:

• Kotlin 함수를 C 함수 포인터로 전달하는 방법 배우기
• Kotlin에서 C 함수 포인터 사용하기

C의 함수 포인터 타입 매핑

Kotlin과 C 간의 매핑을 이해하기 위해, 함수 포인터를 매개변수로 받는 함수와 함수 포인터를 반환하는 함수 두 개를 선언해 보겠습니다.

시리즈의 첫 번째 파트에서 이미 필요한 파일들과 함께 C 라이브러리를 생성했습니다. 이 단계에서는 --- 구분자 뒤의 interop.def 파일에 있는 선언을 업데이트하세요:

---

int myFun(int i) {
  return i+1;
}

typedef int  (*MyFun)(int);

void accept_fun(MyFun f) {
  f(42);
}

MyFun supply_fun() {
  return myFun;
}

interop.def 파일은 IDE에서 애플리케이션을 컴파일, 실행 또는 여는 데 필요한 모든 것을 제공합니다.

C 라이브러리의 생성된 Kotlin API 검사

C 함수 포인터가 Kotlin/Native로 어떻게 매핑되는지 확인하고 프로젝트를 업데이트해 보겠습니다:

1. src/nativeMain/kotlin에서, 이전 튜토리얼의 hello.kt 파일을 다음 내용으로 업데이트하세요:

   import interop.*
   import kotlinx.cinterop.ExperimentalForeignApi
   
   @OptIn(ExperimentalForeignApi::class)
   fun main() {
       println("Hello Kotlin/Native!")
      
       accept_fun(/* fix me*/)
       val useMe = supply_fun()
   }

2. IntelliJ IDEA의 선언으로 이동 명령(/)을 사용하여 C 함수에 대해 다음으로 생성된 API로 이동하세요:

   fun myFun(i: kotlin.Int): kotlin.Int
   fun accept_fun(f: kotlinx.cinterop.CPointer<kotlinx.cinterop.CFunction<(kotlin.Int) -> kotlin.Int>>? /* from: interop.MyFun? */)
   fun supply_fun(): kotlinx.cinterop.CPointer<kotlinx.cinterop.CFunction<(kotlin.Int) -> kotlin.Int>>? /* from: interop.MyFun? */

보시다시피, C 함수 포인터는 Kotlin에서 CPointer<CFunction<...>>를 사용하여 표현됩니다. accept_fun() 함수는 선택적(optional) 함수 포인터를 매개변수로 받으며, supply_fun() 함수는 함수 포인터를 반환합니다.

CFunction<(Int) -> Int>는 함수 시그니처를 나타내며, CPointer<CFunction<...>>?는 널 허용(nullable) 함수 포인터를 나타냅니다. 모든 CPointer<CFunction<...>> 타입에 invoke 연산자 확장 함수(extension function)가 제공되어, 함수 포인터를 일반적인 Kotlin 함수처럼 호출할 수 있습니다.

Kotlin 함수를 C 함수 포인터로 전달하기

이제 Kotlin 코드에서 C 함수를 사용해 볼 시간입니다. accept_fun() 함수를 호출하고 C 함수 포인터를 Kotlin 람다에 전달하세요:

import interop.*
import kotlinx.cinterop.staticCFunction
import kotlinx.cinterop.ExperimentalForeignApi

@OptIn(ExperimentalForeignApi::class)
fun myFun() {
    accept_fun(staticCFunction<Int, Int> { it + 1 })
}

이 호출은 Kotlin/Native의 staticCFunction {} 헬퍼 함수(helper function)를 사용하여 Kotlin 람다 함수를 C 함수 포인터로 래핑(wrap)합니다. 이는 바인딩되지 않고(unbound) 캡처되지 않는(non-capturing) 람다 함수만 허용합니다. 예를 들어, 함수 내의 지역 변수를 캡처할 수 없으며, 전역적으로 보이는 선언만 가능합니다.

함수가 예외를 발생시키지 않는지 확인하세요. staticCFunction {}에서 예외를 던지면 비결정적(non-deterministic) 부작용(side effects)이 발생합니다.

Kotlin에서 C 함수 포인터 사용하기

다음 단계는 supply_fun() 호출에서 반환된 C 함수 포인터를 호출하는 것입니다:

import interop.*
import kotlinx.cinterop.ExperimentalForeignApi
import kotlinx.cinterop.invoke

@OptIn(ExperimentalForeignApi::class)
fun myFun2() {
    val functionFromC = supply_fun() ?: error("No function is returned")

    functionFromC(42)
}

Kotlin은 함수 포인터 반환 타입을 널 허용(nullable) CPointer<CFunction<>> 객체로 변환합니다. 먼저 명시적으로 null을 확인해야 하며, 그래서 위 코드에서 엘비스 연산자가 사용되었습니다. cinterop 도구를 사용하면 C 함수 포인터를 일반적인 Kotlin 함수 호출인 functionFromC(42)처럼 호출할 수 있습니다.

Kotlin 코드 업데이트

이제 모든 정의를 살펴보았으니, 프로젝트에서 사용해 보세요. hello.kt 파일의 코드는 다음과 같을 수 있습니다:

import interop.*
import kotlinx.cinterop.ExperimentalForeignApi
import kotlinx.cinterop.invoke
import kotlinx.cinterop.staticCFunction

@OptIn(ExperimentalForeignApi::class)
fun main() {
    println("Hello Kotlin/Native!")

    val cFunctionPointer = staticCFunction<Int, Int> { it + 1 }
    accept_fun(cFunctionPointer)

    val funFromC = supply_fun() ?: error("No function is returned")
    funFromC(42)
}

모든 것이 예상대로 작동하는지 확인하려면, IDE에서 runDebugExecutableNative Gradle 태스크를 실행하거나 다음 명령을 사용하여 코드를 실행하세요:

./gradlew runDebugExecutableNative

다음 단계

시리즈의 다음 파트에서는 Kotlin과 C 사이에 문자열이 어떻게 매핑되는지 배울 것입니다:

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