Как игровые движки понимают инородные языки?

Question

[Дядя Богдан]

Всегда было интересно как игровые движки понимают инородные языки. Например много движков написано на языке C++ и во многих из них есть поддержка языков на которых сам движок не написан.

Например:
Unity написан на C++, но игры пишутся на C#
Love2D написан на C++, но игры пишутся на Lua
Cocos2D написан на Python/C++, но игры пишутся на Lua

Каким образом движок написанный на C++ понимает другие языки? Движки которые не используют инородные языки работают быстрее? Можно совместить любые языки?

Comments

[Дядя Богдан]

Юрий, Понимаю )

Мне как раз по этому и интересно

[shurshur]

Дядя Богдан, результатом работы классического компилятора является код для текущей аппаратной платформы, оформленный в виде объектного файла определённой структуры с именованными ссылками на функции и другие символы. Соответственно, если знать имя функции и её аргументы, то её можно вызвать из любого языка.

Конечно, и тут есть много нюансов. Например, С и C++ по-разному формируют имена символов (из-за того, что в C++ одна функция за счёт перегрузки может иметь много вариантов). Поэтому если нужно линковать код C и C++, то приходится использовать extern "C", в этом случае C++ правильно понимает, как ссылаться на функцию из C-кода или как экспортировать у себя функцию, которую будут использовать другие языки (необязательно C).

После компиляции идёт линковка - все файлы собираются в один программный код. Линковка бывает статической - когда объектный файл включается в программу (в UNIX-системах это .o-файлы или архив .o-файлов с расширением .a, в DOS/Windows - .obj) - и динамическая - когда файл включается в программу в процессе запуска или уже после запуска из программного кода с помощью специальных методов (.so-файлы, dll-файлы).

Теперь перейдём к интерпретируемым языкам и языкам с байткодом. В них есть два направления использования: из скрипта вызвать низкоуровневый код и наоборот. Для первой задачи в этих языках есть методы, которые позволяют вызывать функции, но к этим функциям могут предъявляться требования по именованию, типам аргументов итд итп. Если очень надо вызвать что-то более сложное, то можно написать функцию-обёртку. Для второй задачи обычно есть библиотека lib[название_языка], которая позволяет выполнять кусок кода, переданный строкой либо загружаемый из файла. Тут для передачи параметров их тоже надо правильно оформлять. Всё потому, что на низком уровне функция - это просто адрес вызова и определённый блок данных в стеке процессора с аргументами функции, вызывающий код должен правильно угадать, что именно положить в стек, чтобы программа повела себя адекватно, ведь в объектном файле этой информации нет.

Вот, например, плагин для вызова lua-скриптов из C++-кода https://github.com/Verlihub/verlihub/tree/master/p..., там есть и вызов lua-функций из C++, и предоставление C++-кодом функций для lua.

Вот там же плагины для perl https://github.com/Verlihub/verlihub/tree/master/p... и https://github.com/Verlihub/verlihub/tree/master/p....

Answer 1

[Vindicar]

1. Встраивают интерпретатор нужного языка, при необходимости урезают стандартную библиотеку (чтобы не давать коду плагинов лишних возможностей) и подсовывают туда средства общения с хост-программой.
2. Если нет нужды изолировать плагин от остальной программы, то полагаю что да, накладные расходы на поддержку плагинов уменьшатся в случае, когда плагин написан на том же языке, что и программа. В противном случае организация "песочницы" может занять столько же усилий, сколько встраивание интерпретатора.
3. Лучше, если язык плагина является или интерпретируемым (как Lua или JS), или компилируется в байткод (как Python/Java/C#). Также желательно, чтобы язык плагина имел средства интроспекции.

Answer 2

[Василий Банников]

Интерпретатор lua (в случае Love2D и Cocos), и Mono (в случае Unity) можно подключить, как обычную сишную библиотеку.
В этом случае C++ не нужно "понимать" чужой язык, достаточно лишь понимать, какие сишные функции надо вызывать, чтобы запустить код на "чужом" языке, и как туда передать доступ к функциям движка (это делается, обычно, путём передачи указателей на функции)

Answer 3

[Saboteur]

Каким образом движок написанный на C++ понимает другие языки?

Движок - это набор функций. Он может быть создан в виде стандартных библиотек для Windows/Linux
Ну а библиотеки может использовать любая другая программа, включая другие языки программирования.
Тем более, что движки и пишут так, чтобы их было удобно использовать в вызове из другой программы.

Answer 4

[Владимир Коротенко]

если есть договоренность как передать любую фигню то ее можно передать, даже если нет то тоже получается

Comments

[mayton2019]

Кажется автора интересует техническая часть. А именно через какие технологии происходит вызов. IPC, RPC, application binary interface, ABI, convention calling

Answer 5

[Николай Савельев]

Есть такие штуки - трансляторы, интерпретаторы и компиляторы, которые можно писать на любом языке - хоть на C++, хоть на C# или Python.
Вот этим они и занимаются - понимают любые языки вплоть до самописных.