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   1 .. _devcycle-native-client-modules:
   2
   3 #####################
   4 Native Client Modules
   5 #####################
   6
   7 This document describes the classes and functions that you need to implement in
   8 a Native Client module in order for Chrome to load, initialize, and run it.  The
   9 requirements are the same regardless of whether or not the module uses PNaCl,
  10 but depend on whether the module is written in C or C++.
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  12 .. contents::
  13   :local:
  14   :backlinks: none
  15   :depth: 2
  16
  17 Introduction
  18 ============
  19
  20 Native Client modules do not have a ``main()`` function. When a module loads,
  21 the Native Client runtime calls the code in the module to create an instance and
  22 initialize the interfaces for the APIs the module uses. This initialization
  23 sequence depends on whether the module is written in C or C++ and requires that
  24 you implement specific functions in each case.
  25
  26
  27 Writing modules in C
  28 ====================
  29
  30 The C API uses a prefix convention to show whether an interface is implemented
  31 in the browser or in a module. Interfaces starting with ``PPB_`` (which can be
  32 read as "Pepper *browser*") are implemented in the browser and they are called
  33 from your module. Interfaces starting with ``PPP_`` ("Pepper *plugin*") are
  34 implemented in the module; they are called from the browser and will execute on
  35 the main thread of the module instance.
  36
  37 When you implement a Native Client module in C you must include these components:
  38
  39 * The functions ``PPP_InitializeModule`` and ``PPP_GetInterface``
  40 * Code that implements the interface ``PPP_Instance`` and any other C interfaces
  41   that your module uses
  42
  43 For each PPP interface, you must implement all of its functions, create the
  44 struct through which the browser calls the interface, and insure that the
  45 function ``PPP_GetInterface`` returns the appropriate struct for the interface.
  46
  47 For each PPB interface, you must declare a pointer to the interface and
  48 initialize the pointer with a call to ``get_browser`` inside
  49 ``PPP_InitializeModule``.
  50
  51 These steps are illustrated in the code excerpt below, which shows the
  52 implementation and initialization of the required ``PPP_Instance``
  53 interface. The code excerpt also shows the initialization of three additional
  54 interfaces which are not required: ``PPB_Instance`` (through which the Native
  55 Client module calls back to the browser) and ``PPB_InputEvent`` and
  56 ``PPP_InputEvent``.
  57
  58 .. naclcode::
  59
  60   #include <stdlib.h>
  61   #include <string.h>
  62   #include "ppapi/c/pp_errors.h"
  63   #include "ppapi/c/ppp.h"
  64   // Include the interface headers.
  65   // PPB APIs describe calls from the module to the browser.
  66   // PPP APIs describe calls from the browser to the functions defined in your module.
  67   #include "ppapi/c/ppb_instance.h"
  68   #include "ppapi/c/ppp_instance.h"
  69   #include "ppapi/c/ppb_input_event.h"
  70   #include "ppapi/c/ppp_input_event.h"
  71
  72   // Create pointers for each PPB interface that your module uses.
  73   static PPB_Instance* ppb_instance_interface = NULL;
  74   static PPB_InputEvent* ppb_input_event_interface = NULL;
  75
  76   // Define all the functions for each PPP interface that your module uses.
  77   // Here is a stub for the first function in PPP_Instance.
  78   static PP_Bool Instance_DidCreate(PP_Instance instance,
  79                                     uint32_t argc,
  80                                     const char* argn[],
  81                                     const char* argv[]) {
  82           return PP_TRUE;
  83   }
  84   // ... more API functions ...
  85
  86   // Define PPP_GetInterface.
  87   // This function should return a non-NULL value for every interface you are using.
  88   // The string for the name of the interface is defined in the interface's header file.
  89   // The browser calls this function to get pointers to the interfaces that your module implements.
  90   PP_EXPORT const void* PPP_GetInterface(const char* interface_name) {
  91           // Create structs for each PPP interface.
  92           // Assign the interface functions to the data fields.
  93            if (strcmp(interface_name, PPP_INSTANCE_INTERFACE) == 0) {
  94                   static PPP_Instance instance_interface = {
  95                           &Instance_DidCreate,
  96                           // The definitions of these functions are not shown
  97                           &Instance_DidDestroy,
  98                           &Instance_DidChangeView,
  99                           &Instance_DidChangeFocus,
 100                           &Instance_HandleDocumentLoad
 101                   };
 102                   return &instance_interface;
 103            }
 104
 105            if (strcmp(interface_name, PPP_INPUT_EVENT_INTERFACE) == 0) {
 106                   static PPP_InputEvent input_interface = {
 107                           // The definition of this function is not shown.
 108                           &Instance_HandleInput,
 109                   };
 110                   return &input_interface;
 111            }
 112            // Return NULL for interfaces that you do not implement.
 113            return NULL;
 114   }
 115
 116   // Define PPP_InitializeModule, the entry point of your module.
 117   // Retrieve the API for the browser-side (PPB) interfaces you will use.
 118   PP_EXPORT int32_t PPP_InitializeModule(PP_Module a_module_id, PPB_GetInterface get_browser) {
 119           ppb_instance_interface = (PPB_Instance*)(get_browser(PPB_INSTANCE_INTERFACE));
 120           ppb_input_event_interface = (PPB_InputEvent*)(get_browser(PPB_INPUT_EVENT_INTERFACE));
 121           return PP_OK;
 122   }
 123
 124
 125 Writing modules in C++
 126 ======================
 127
 128 When you implement a Native Client module in C++ you must include these components:
 129
 130 * The factory function called ``CreateModule()``
 131 * Code that defines your own Module class (derived from the ``pp::Module``
 132   class)
 133 * Code that defines your own Instance class (derived from the ``pp:Instance``
 134   class)
 135
 136 In the "Hello tutorial" example (in the ``getting_started/part1`` directory of
 137 the NaCl SDK), these three components are specified in the file
 138 ``hello_tutorial.cc``. Here is the factory function:
 139
 140 .. naclcode::
 141
 142   namespace pp {
 143     Module* CreateModule() {
 144       return new HelloTutorialModule();
 145     }
 146   }
 147
 148 The ``CreateModule()`` factory function is the main binding point between a
 149 module and the browser, and serves as the entry point into the module. The
 150 browser calls ``CreateModule()`` when a module is first loaded; this function
 151 returns a Module object derived from the ``pp::Module`` class. The browser keeps
 152 a singleton of the Module object.
 153
 154 Below is the Module class from the "Hello tutorial" example:
 155
 156 .. naclcode::
 157
 158   class HelloTutorialModule : public pp::Module {
 159    public:
 160     HelloTutorialModule() : pp::Module() {}
 161     virtual ~HelloTutorialModule() {}
 162
 163     virtual pp::Instance* CreateInstance(PP_Instance instance) {
 164       return new HelloTutorialInstance(instance);
 165     }
 166   };
 167
 168 The Module class must include a ``CreateInstance()`` method. The browser calls
 169 the ``CreateInstance()`` method every time it encounters an ``<embed>`` element
 170 on a web page that references the same module. The ``CreateInstance()`` function
 171 creates and returns an Instance object derived from the ``pp::Instance`` class.
 172
 173 Below is the Instance class from the "Hello tutorial" example:
 174
 175 .. naclcode::
 176
 177   class HelloTutorialInstance : public pp::Instance {
 178    public:
 179     explicit HelloTutorialInstance(PP_Instance instance) : pp::Instance(instance) {}
 180     virtual ~HelloTutorialInstance() {}
 181
 182     virtual void HandleMessage(const pp::Var& var_message) {}
 183   };
 184
 185
 186 As in the example above, the Instance class for your module will likely include
 187 an implementation of the ``HandleMessage()`` function. The browser calls an
 188 instance's ``HandleMessage()`` function every time the JavaScript code in an
 189 application calls ``postMessage()`` to send a message to the instance. See the
 190 :doc:`Native Client messaging system<message-system>` for more information about
 191 how to send messages between JavaScript code and Native Client modules.
 192
 193 While the ``CreateModule()`` factory function, the ``Module`` class, and the
 194 ``Instance`` class are required for a Native Client application, the code
 195 samples shown above don't actually do anything. Subsequent documents in the
 196 Developer's Guide build on these code samples and add more interesting
 197 functionality.