JNAerator und time_t

Nachtrag zu neulich: JNAerator macht aus einem time_t in etwa Folgendes (schon an Java Naming Conventions angepasst):

Damit kann man fast nichts anfangen; insbesondere bekommt man den Eigentlichen Timestamp nicht da raus. Das “Pointer” ist außerdem irreführend, denn C liefert an der Stelle keinen Pointer, sondern die Sekunden seit Epoch. Funktionieren tut:

Quelle, hth

JNAerator?

Das Anstrengende Fehleranfällige an JNI ist das Mapping von (komplexen) Datentypen. Nun gibt es aber auch noch JNA,

a community-developed library that provides Java programs easy access to native shared libraries without using the Java Native Interface.

(Wikipedia), und dafür insbesondere den “JNAerator“, der komplexe Datentypen “automatisch” mappt. Die Idee liegt nahe, statt JNI(-Strukturen) JNA(-Strukturen) zu nutzen. Im Folgenden ein Versuch.

Die Installation ist so weit klar:

Der Aufruf allerdings schon nicht mehr so sehr (“0.13” und den Pfad zum lokalen Maven-Repo ggf. anpassen):

Wichtig ist nämlich -runtime JNA, mit den default Einstellungen handelt man sich Abhängigkeiten zu org.bridj (laut Doku “faster runtime that supports C++”) und damit die Notwendigkeit ein, die dll darüber zu laden. Und das will man zumindest dann nicht, wenn man plain JNI möchte.

Das JNAerator Studio (hier) scheint das übrigens per default anders zu machen, aber das nur am Rande. Trotzdem für die Akten: Den Pfad zur dll würde man BridJ so bekannt machen:

Aber zurück zu den so kompilierten Klassen. -mode Directory erzeugt sie als .java-Dateien, nicht als .jar. Das ist hilfreich, denn man muss sie editieren, siehe unten. Sie enthalten (übrigens neben Kommentaren mit dem vollen Pfad der Quelldatei, im Beispiel also /some/path/to/some/HeaderFile.h, evt. will man den nicht öffentlich machen) dann alle structs in ihrer Java Version. Das eigentliche Interface, das die Methoden der Header-Datei bereitstellt, muss man trotzdem selber schreiben und wie folgt laden:

In MyInterface deklariert man die Methoden, auf die man in der dll zugreifen möchte. Primitive Übergabe-/Rückgabeparameter sind dabei ziemlich selbsterklärend (int=int, bool=boolean, etc.), Strings sind char-Arrays, Pointer bringt JNA mit (bsplw. IntByReference, IMHO ein Vorteil gegenüber JNI), structs hat man sich ja eben in Java-Klassen übersetzt. Also alles gut? Tatsächlich gibt es Probleme mit den erzeugten Klassen:

Einige sind offensichtlich, bsplw. überschreiben sie

mit

, was natürlich nicht kompiliert. Globales Suchen-und-Ersetzen, fertig.

Anderes ist schon komplexer: Structures (also die Java-Klasse jetzt) haben ein Alignment, im Konstruktor zu übergeben. Wenn ich das richtig verstehe, korrespondiert das mit der entsprechenden Compiler-Option in VS und sollte automatisch erkannt werden? Oder es hängt an der Plattform? Wie auch immer: Wenn man eine struct hat, die, sagen wir, 22 Byte belegt, dann ist es nicht hilfreich, wenn der default von 4 Byte großen Blöcken ausgeht. Entweder werden dann nämlich zwei Byte abgeschnitten, oder zwei unnötige Bytes angehängt, was zu Verschiebungen in der Folgestruktur führt!

Beispiel: In Arrays von structs beginnt der zweite Eintrag dann zwei Bytes zu spät (es fehlen zwei Bytes zu Beginn) oder zu früh (der Eintrag beginnt mit den letzten zwei Bytes aus dem ersten Eintrag). Nicht unbedingt einfach zu debuggen m( Hilfreich ist es, das System-Property jna.dump_memory auf true zu setzen, und die Ausgabe in einen Hex-Editor zu kopieren. Man sieht die beschriebenen Byte-Offsets dann wenigstens (Danke, Nils!).

Ich habe dazu eine eigene Zwischenschicht eingezogen:

Zusammenfassung

Ja, JNAerator erzeugt einem Java-Klassen aus Headerdateien. Und das ist bei sehr großen Headern auch hilfreich. Aber es ist auch sehr fehleranfällig – und teilweise sogar fehlerhaft. Es kann nur eine Basis für eigenen Code sein.

Update

Nachtrag zu time_t

C++ println

Dem nächsten, der mir erzählt, Strings wären in Java nicht ganz selbsterklärend (was sich im Wesentlichen darauf beschränkt, dass es keine Primitives sind), dem lach ich ins Gesicht und verweise ihn auf diese gewachsene String/char/…-Welt in C++.

Also. Modulo weiterer Anwendungsfälle, die ich dann ergänze, scheint Textausgabe wie folgt ganz gut zu funktionieren. Ich wollte an der Stelle kein printf verwenden, weil ich jede Ausgabe (zentral) prefixen wollte. Vermutlich könnte man printf einfach wrappen, indem man dessen Signatur kopiert, egal:

Aber bitte auch an den Anfang der Datei, sonst werden die Funktionen nicht gefunden m(

Update: Schön (wenn auch ohne Prefix) ist auch

Java: C/C++ über JNI einbinden

Neulich musste ich eine DLL aus Java heraus ansprechen. Zur Wahl stehen JNI und JNA, wobei JNA “nur” ein Wrapper für JNI ist – und bei mir nicht funktioniert hat. In der Theorie ist JNI aber auch nicht schwer, allerdings legt Visual Studio einem mir Steine in den Weg. Ein Grund mehr, bei Java zu bleiben.

Der Java-Teil ist dann auch denkbar einfach:

Diese DllBridge wird dann in eine Headerdatei übersetzt:

Und diese Header-Datei dann in “das” C/C++-Projekt kopiert. An “das” Projekt kommt man wie folgt:

  • Visual Studio installieren; ich habe Visual Studio Community 2017 mit den Standardkomponenten genommen
  • Neues C++/Win32-Projekt anlegen, im Dialog unter “Anwendungseinstellungen” den Anwendungstyp “DLL” wählen
  • Ich habe das Projekt testweise MyDll genannt, die entstehende .dll heißt später genauso

Nachdem man die DllBridge.h in das Projekt kopiert und über Rechtsklick > Include In Project eingebunden hat, kann man ihre Methoden implementieren. O.g. Code erzeugt genau eine Methode Java_DllBridge_hello, siehe DllBridge.h. Deren Implementierung in der .c-Datei:

Alleine die Importe und die korrekte Version von MessageBox herauszufinden, hat sicher eine Stunde gedauert 😡 Oh, Stichwort “Importe”: jni.h wird vom  JDK mitgebracht, die entsprechenden Ordner muss man in VS bekannt machen. Das funktioniert nicht über einen Symlink, sondern über die Projekteinstellungen, indem man unter Configuration Properties > C/C++ > General > Additional Include Directories diese drei Verzeichnisse hinzufügt (Rekursion wäre ja auch zu einfach.):

  • C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_121\include
  • C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_121\include\win32
  • C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_121\include\win32\bridge
    PS Ja: Das ist ein 32-Bit-Java, weil ich letztlich eine 32Bit dll ansprechen will.

Das Ganze sollte jetzt bauen (Build > Build solution, oder STRG+Shift+B) und eine <Projektname>.dll erzeugen, siehe Konsolenausgabe. Der Name der .dll muss dem im initialen Java-Code entsprechen.

Ein Aufruf von

öffnet dann die MessageBox:

Sowie die erwartete Ausgabe auf der Konsole. Für reine C-Anbindung könnte man hier aufhören.

Interessant wird es nun, wenn man langlebigere C++-Objekte von Java aus referenzieren möchte. Idee:

  • Eine Klasse auf Java-Seite, die die dll lädt, sowie die nativen Methoden bereitstellt, und eine Klasse auf C++-Seite, die diese implementiert
  • Die C++-Klasse wird initialisiert, ihren Pointer gibt man in Form einer long an Java zurück (bzw. jlong, vgl. hier), vermutlich ist das die Speicheradresse
  • Über diese long kann Java dann das Objekt referenzieren
  • Braucht man das C++-Objekt nicht mehr, wird es deleted.

(via, längeres Beispiel, Danke Nils!)

Hier sieht das so aus:

Bzw. in C++:

Aufruf in Java dann:

Last but not least die andere Richtung, also C++ nach Java. Die Methode

lässt sich von C++ aus aufrufen über

Weiterführendes dazu hier.

hth

Windows Phone 8 Apps: “The name MainViewModel does not exist in the namespace”

Windows 8 Pro frisch installiert, das Windows Phone SDK heruntergeladen, installiert und gestartet, quasi-leere Demo-App erstellt, “Emulator WVGA 512MB” gestartet – folgende Fehlermeldung (plus drölf weiteren) bekommen:

Error 1 The name “MainViewModel” does not exist in the namespace “clr-namespace:MyApp”.

Vermutung im Internet: Irgendwelche “Assemblies” seien nicht “korrekt” verlinkt. Aha. Kann sein, schließlich habe ich gar nichts verlinkt. Finde ich auch nicht nötig, um ein vorgegebenes Hello-World-Programm zu starten. Was für ein bekackter Bug soll das sein??

Lösung (Schritt 6, Achtung, extrem hässliche Seite): Das Projekt muss auf einer anderen Partitition als Visual Studio abgespeichert sein. WTF. Würde aber zu o.g. Vermutung passen – evt. kommt VS nicht mit relativen Pfaden klar?

Arduino mit Eclipse als IDE

Das ist leider einfacher gesagt als getan, siehe unten 🙁 Eclipse muss man natürlich nur einmal einrichten. Da das deutlich umfangreichere aber das Einrichten des Projektes ist, würde ich empfehlen, ein einmal lauffähig eingerichtetes Projekt als Template zu nutzen.

Anmerkung #1: Was momentan noch nicht funktioniert, ist die Ausgabe nach Serial 🙁 Ich habe bisher nur ein sehr rudiemntäres “Blink”-Projekt kompilieren können… offenbar fehlen da irgendwelche Includes, wobei die HardwareSerial eigentlich da ist. Ich bleibe dran.

Anmerkung #2: Im Folgenden werden OS X Lion und ein Uno verwendet

Einrichten von Eclipse:

  1. Eclipse IDE for C/C++ Developers installieren
  2. Das AVR-Plugin installieren
  3. Das AVR “Crosspack” installieren
  4. Sicherheitshalber die Pfade unter Preferences -> AVR -> Paths checken:
    AVR-GCC: /usr/local/CrossPack-AVR20100115/bin
    GNU make: /usr/local/CrossPack-AVR20100115/bin
    AVR Header Files: /usr/local/CrossPack-AVR20100115/avr-3/include
    AVRDude: AVR-GCC: /usr/local/CrossPack-AVR20100115/bin
  5. Dein(e) Arduino(s) unter Preferences -> AVR -> AVRDude einrichten. Anmerkung: Der default Port ist der, den man auch in der Arduino-IDE nutzt – und den man unter /dev/ findet (ls -la /dev/)
    Configuration Name: <irgendwas>
    Programmer Hardware: Arduino
    Override default port: /dev/tty.usbmodemfa131
    Override default baudrate: 115200

Einrichten eines ersten Projekts (dieses kann man hinterher kopieren, um diese Einstellungen nicht immer wieder vornehmen zu müssen):

  1. Neues “C” Projekt anlegen:
    Project name: <irgendwas>
    Project type: AVR Cross Target Application -> Empty
    Finish
  2. In den Project properties -> AVR -> AVR Dude -> Programmer -> “Programmer configuration” die Konfiguration von oben, Punkt 5, auswählen
  3. Das Arduino anschliessen
  4. In den Project properties -> AVR ->AVR Dude -> “Target Hardware” entweder “Load from MCU” versuchen, oder für den Uno “ATmega328P” auswählen. Anmerkung: Auch, wenn arduino.cc als Microcontroller für den Uno den ATmega328 angibt, so ist es in Wirklichkeit doch der ATmega328P
  5. Die Arduino IDE öffnen, ein neues Projekt anlegen, und kompilieren (“Verify” genügt) (es geht darum, einmal die Core Library anzulegen)
  6. “Irgendwo” unter /private/var/ die Datei core.a finden – bei mir war es /private/var/folders/8f/0zf3pf294rvbrybmwh7mq1bm0000gn/T/build1871947640038466426.tmp/core.a 🙂 – und in den Projektordner kopieren
  7. Diese “neue” core.a in libcore.a umbenennen
  8. Unter den Project properties -> C/C++ Build -> Settings -> Tool Settings -> “Additional Tools in Toolchain”: “Generate HEX for Flash Memory”, “Print Size” und “AVRDude” müssen angewählt sein; “Generate HEX file for EEPROM” und “Generate Extended Listing” müssen abgewählt sein
  9. Unter … -> AVR Compiler -> Command von “avr-gcc” in “avr-g++” ändern
  10. Unter … -> AVR Compiler -> Directories den Pfad /Applications/Arduino.app/Contents/Resources/Java/hardware/arduino/cores/arduino (oder analog) eintragen. Anmerkung: Rechtsklick auf die Arduino-App -> Paketinhalt anzeigen hilft 😉
  11. Unter … -> AVR Compiler -> Debugging -> “Generate Debugging info” “No debugging info” auswählen
  12. Unter … -> AVR Compiler -> Optimization -> “Optimization Level” “Size Optimization (-Os)” auswählen
  13. Unter … -> AVR Assembler -> Debugging -> “Generate Debugging Info” “No debugging info” auswählen
  14. Unter … -> AVR C Linker -> Libraries eine neue Library mit dem Namen “core” anlegen. Einen neuen Library Path mit “${workspace_loc:/${ProjName}}” anlegen – damit sollte er jetzt im aktuellen Projekt nach der corelib aus Schritt 6 und 7 suchen
  15. Eine neue Datei mit Namen main.c anlegen
  16. coden 😉

Kompilieren und flashen tut man das Projekt dann mit dem “Hammer”-Button in der Menüleiste – es muss dabei im Dropdown “Release” ausgewählt sein.

Mit Hilfe von, und, und, und.