7. 외부 시스템과의 연동

Ada는 자체 완결적인 시스템을 구축하도록 설계되었지만, 기존 코드, 특히 C로 작성된 라이브러리와의 상호운용성을 제공하는 언어이기도 합니다. Ada는 언어 표준의 부록 B에 정의된 표준화된 메커니즘을 통해 이러한 상호운용성을 제공합니다. 이 메커니즘은 임시방편적인, 컴파일러별 기능이 아니라 언어 자체의 이식 가능한 부분이므로, 모든 호환 Ada 컴파일러에서 일관된 방식으로 연동 로직을 작성할 수 있도록 보장합니다.

7.1 C 언어와의 연동

C 상호운용성을 위한 주요 도구는 미리 정의된 라이브러리 패키지인 Interfaces.C와 그 자식 패키지들(예: Interfaces.C.Strings, Interfaces.C.Pointers)입니다. 이 패키지들은 두 언어 간의 연동에 필요한 형식과 서브프로그램을 제공합니다.

형식 매핑

중요한 첫 단계는 데이터 형식을 올바르게 매핑하는 것입니다. Interfaces.C 패키지는 주어진 플랫폼에서 C의 대응 형식과 동일한 크기와 표현을 가짐이 보장되는 Ada 형식 집합을 제공합니다. 이는 언어 경계에서 데이터 손상을 방지합니다.

C 서브프로그램 및 변수 가져오기

Ada에서 C 함수를 호출하려면, 해당하는 Ada 서브프로그램을 선언하고 이를 가져오기(import)용으로 표시해야 합니다. 이는 with import => True, convention => c 애스펙트(또는 구식의 pragma import)를 사용하여 수행됩니다. convention => c 부분은 Ada 컴파일러에게 매개변수 전달 및 반환 값 처리에 C 호출 규약을 사용하도록 지시합니다.

// C 헤더 파일, my_lib.h에서
int multiply_by_two(int value);

-- Ada 소스 파일에서
with Interfaces.C; use Interfaces.C;

procedure call_c_function is
  -- C 함수에 매핑되는 Ada 함수 선언
  function multiply_by_two (value : int) return int
    with import        => True,
         convention    => c,
         external_name => "multiply_by_two"; -- C 함수의 이름

  result : int;
begin
  result := multiply_by_two (10); -- C 함수를 호출함
end call_c_function;

C 전역 변수도 비슷한 방식으로 가져올 수 있습니다.

Ada 서브프로그램을 C에서 호출 가능하도록 내보내기

그 반대도 가능합니다. with export => True, convention => c 애스펙트를 사용하여 Ada 서브프로그램을 C 코드에서 호출 가능하게 만들 수 있습니다. Ada 컴파일러는 C와 호환되는 링크를 가진 함수를 생성하여 모든 C 모듈에서 호출할 수 있게 합니다.

-- Ada 패키지 명세에서
package Ada_Library is
  function add (a, b : int) return int
    with export        => True,
         convention    => c,
         external_name => "ada_add";
end Ada_Library;

안전 경계 관리

연동 패키지의 설계는 Ada의 안전 지향 설계를 반영합니다. 이들은 Ada와 C 사이의 전환을 관리하는 도구를 제공합니다. 이는 문자열과 포인터 처리에서 가장 명백하게 드러납니다.

C 스타일 문자열은 단순한 널-종단 문자 배열(char*)로, 버퍼 오버플로우 취약점의 흔한 원인입니다. 반면, Ada의 네이티브 String 형식은 항상 자신의 길이를 아는 경계가 있는 객체입니다. Interfaces.C.Strings 패키지는 이 두 표현 사이를 안전하게 변환하는 함수(to_c, to_ada)를 제공합니다. 또한 C 문자열을 처리하기 위한 특별한 접근 형식인 chars_ptr과 chars_ptr을 안전한 Ada String으로 변환하는 value와 같은 함수를 제공합니다.

이 설계는 프로그래머가 언어 경계를 의식하도록 강제합니다. 안전하지 않은 C 구조는 경계에서 처리됩니다. 예를 들어, value 함수에 C의 널 포인터가 전달되면 충돌이나 미정의 동작을 일으키지 않고, 대신 처리 가능한 Ada 예외를 발생시킵니다. 이런 방식으로 Ada는 C 코드와의 인터페이스에서 안전 의미론을 적용하여 경계를 관리하고 위험을 억제하려고 시도합니다.