在 Rust 中声明一个结构或变量的正确方法是什么，它可以传递给需要指针的 C 代码？

Question

我很难集中精力声明可变（或指针）变量并通过 FFI 与 C 代码交互。我一天中的大部分时间都在玩这个，并且由于 Rust 的发展速度太快而发现了相互矛盾的例子。 :)

情况是这样的：我有一个 C 函数，它接受一个指向 struct 的指针，这个结构有 ints 和 char *s 的字段。我的理解是我需要在 Rust 中声明一个类似的结构以传递给 extern C 函数。

这是我在尝试解决这个问题时编写的示例文件：

main.rs
extern crate libc;

struct testStruct {
  an_int: libc::c_int,
  a_string: *mut libc::c_char
}

extern {
  fn start_test(test: *mut testStruct) -> libc::c_int;
}

fn main() {
  // println!("Hello, world!");
  let test_struct = testStruct { an_int: 1, a_string: "hello" };
  start_test(&mut test_struct);
}

--

test_file.c
#include <stdio.h>
#include "test_file.h"

struct test_struct {
    int an_int;
    char *a_string;
};

int start_client(struct test_struct *test) {
    printf("Test function!\n");
    return 0;
}

显然实际代码更复杂，我只是想通过一个基本示例来理解 mutability/pointers 如何在 Rust 中使用 FFI。

Answer 1

What is the correct way to declare a structure, or just a variable, in Rust that can be passed to C code expecting a pointer?

结构的内存布局是未定义的（例如，允许编译器对字段重新排序），除非您将 #[repr(C)] 属性添加到结构。此属性为结构提供与 C 兼容的布局。

#[repr(C)]
struct TestStruct {
    an_int: libc::c_int,
    a_string: *mut libc::c_char
}

在结构中使用原始指针工作正常，但我们可以做得更好。 Rust 中还有另外两种仅由指针组成的重要类型：借用指针（&'a T 或 &'a mut T）和 Box<T>。您可以使用这些类型来代替 *const T 或 *mut T 以明确指针借用现有值（并使编译器能够验证指针不会比其所指对象更长寿）或指向对象在指针（或包含它的结构）超出范围时应丢弃的堆上。但是，请小心使用 Box<T>，因为您可能会在 C 代码仍然具有指向该值的指针时意外释放该值。

#[repr(C)]
struct TestStruct<'a> {
    an_int: libc::c_int,
    a_string: &'a mut libc::c_char
}

另一件需要注意的事情是胖指针的使用。在 Rust 中，一些指针类型是 fat，即它们与指针一起携带额外的数据。例如，切片（*const [T]、*mut [T]、&'a [T]、&'a mut [T]）可以被认为是一个结构或元组，包含指向第一项的指针和项的数量在切片中（a usize）；特征对象（*const T、*mut T、&'a T、&'a mut T 其中 T 是特征的名称）由指向对象的指针和指针组成到特征实现的虚方法table。在定义与 C 结构匹配的 Rust 结构时，您应该避免使用这些类型。

您可以在 the FFI section of the Rust book 中找到有关使用 Rust 的 FFI 的更多信息。

在 Rust 中声明一个结构或变量的正确方法是什么，它可以传递给需要指针的 C 代码？

What is the correct way to declare a structure, or just a variable, in Rust that can be passed to C code expecting a pointer?

c

ffi

rust