Extended outer memory module
for my poor native memory.
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あけおめです。
最近少し C を勉強しています。目的としては Ruby のソースコードを読めるようになりたいとか、 native extension 周りのトラブルに対応したいとか、自分で lib~~
のラッパー書いてみたいとか、そんな感じ。
C 自体の勉強もいいんですけど、後半の方の目的を考えてさっきまで ffi
の使い方を調べていました。
普通に C をコンパイルしてできた shared object を呼び出しても飽きるので、 Ruby と同じくらい好きな Rust で処理を書いてそれを呼び出そうと思います。
こんな感じの簡単な関数を Rust で書きます。 マングリングされちゃうと外部から呼ぶのが難しくなってしまうので、 no_mangle オプションを利用します。
#[no_mangle]
pub extern fn foo() {
println!("Hi, I'm called from Rust!");
}
これを test1.rs
とでもして保存しておきましょう。
その上で --crate-type="dylib"
オプションをつけてコンパイルしてあげましょう。
rustc --crate-type="dylib" test.rs
そうすると librust.dylib
というファイルができるかなと思います。
一応 nm
コマンドを使ってちゃんとシンボルテーブル内に foo
関数があることを確認してみます。
$ nm libtest.dylib | rg foo
0000000000001380 T _foo
大丈夫そうですね。
あとは Rust 特有のパターンはあまりなさそうですね。
出来上がった dylib
ファイルを指定した上で attach_function
してあげれば問題ないでしょう。
require 'ffi'
module LibTest
extend FFI::Library
ffi_lib 'libtest.dylib'
attach_function :foo, [], :int
end
LibTest::foo
さて、実行してみます。
$ bundle exec ruby call_rust.rb
Hi, I'm called from Rust!
良さそうですね。
これ以上特に難しいことはないんですが、一応ベンチマーク取ってみたいと思います。
fibonacci してみましょう。
def fib(n)
return 1 if n <= 1
fib(n-1) + fib(n-2)
end
#[no_mangle]
pub extern fn fib(n: i32) -> i32 {
if n <= 1 {
return 1;
}
fib(n-1) + fib(n-2)
}
require 'ffi'
module Fib
extend FFI::Library
ffi_lib 'libfib.dylib'
attach_function :fib, %i[int], :int
end
上の二つのスクリプトをくっつけて、まとめてベンチマーク取ってみます。
require 'benchmark'
require 'ffi'
module Fib
extend FFI::Library
ffi_lib 'libfib.dylib'
attach_function :fib, %i[int], :int
end
def fib(n)
return 1 if n <= 1
fib(n-1) + fib(n-2)
end
Benchmark.bm 15 do |bm|
bm.report 'pure Ruby' do
fib(40)
end
bm.report 'Rust from Ruby' do
Fib.fib(40)
end
end
$ bundle exec ruby fib.rb
user system total real
pure Ruby 10.723500 0.012867 10.736367 ( 10.761758)
Rust from Ruby 1.490607 0.001886 1.492493 ( 1.496130)
やはり Rust を呼び出している方が速いですね、なるほど。
せっかくなので Ruby 2.6 で JIT オプションを有効にしたパターンで呼び出してみましょう。
僕の勘だと fib メソッドのような同じメソッドを多く呼び出すケースは JIT で最適化されて速くなると思うんですが…。
$ bundle exec ruby --jit fib.rb
user system total real
pure Ruby 6.652373 0.086251 12.121539 ( 7.010239)
Rust from Ruby 1.812068 0.007281 2.963557 ( 1.829464)
よかったです。純粋な Ruby の方は 30% くらい削減されましたね。 逆に Rust を呼び出す方は 30% くらい実行時間が増加していて、同じメソッドを多く呼び出さないケースでは JIT を行うオーバーヘッドの影響の方が大きいということもわかったみたいです。