在 DllImport 中使用 Unicode 字符串和用 Rust 编写的 DLL

Question

我正在尝试从 C# 程序调用用 Rust 编写的 DLL。 DLL 有两个简单的函数，它们接受字符串（以不同的方式）并打印到控制台。

Rust DLL 代码

#![crate_type = "lib"]
extern crate libc;

use libc::{c_char};
use std::ffi::CStr;

#[no_mangle]
pub extern fn printc(s: *const c_char){
    let c_str : &CStr = unsafe {
        assert!(!s.is_null());

        CStr::from_ptr(s)
    };

    println!("{:?}", c_str.to_bytes().len()); //prints "1" if unicode

    let r_str = std::str::from_utf8(c_str.to_bytes()).unwrap();
    println!("{:?}", r_str);
}

#[no_mangle]
pub extern fn print2(string: String) {
    println!("{:?}", string)
}

C#控制台程序代码

[DllImport("lib.dll", CharSet = CharSet.Unicode, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static extern void print2(ref string str);

[DllImport("lib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static extern void printc(string str);

static void Main(string[] args)
{
  try
  {
    var graw = "yeyeye";
    printc(graw);
    print2(ref graw);
  }
  catch (Exception ex)
  {
    Console.WriteLine("calamity!, {0}", ex.Message);
  }
  Console.ReadLine();
}

对于 print2 函数，它一直在屏幕上打印垃圾，直到它导致 AccessViolationException

第二个 printc 函数确实打印字符串，但前提是未设置 CharSet.Unicode。如果设置了，它将只打印第一个字符，因此 println!("{:?}", c_str.to_bytes().len()); 将打印 1.

我认为 Cstr::from_ptr 函数不支持 Unicode，这就是为什么它 returns 仅字符串的第一个字符。

知道如何将 Unicode 字符串作为参数传递给 Rust DLL 吗？是否可以像 print2 函数那样使事情变得更简单？

Answer 1

如果您检查 the documentation on CharSet，您会看到 CharSet.Unicode 告诉 .NET 将字符串编组为 UTF-16（即每个代码两个字节观点）。因此，.NET 试图传递 printc 应该是 *const u16， 而不是 的 *const libc::c_char。当 CStr 开始计算字符串的长度时，它 看到的 如下：

b"y[=10=]e[=10=]y[=10=]e[=10=]y[=10=]e[=10=]"

也就是看到了一个个代码单元，然后是一个空字节，所以就停止了；因此为什么它说长度是“1”。

Rust 没有对 UTF-16 字符串的标准支持，但是如果你正在处理 Windows，有一些转换方法：在文档中搜索 OsStrExt 和 OsStringExt。请注意，您必须使用随编译器安装的文档；网上的不包括。

遗憾的是，没有任何方法可以直接处理以 null 结尾的 UTF-16 字符串。您需要编写一些不安全的代码来将 *const u16 转换为可以传递给 OsStringExt::from_wide.

的 &[u16]

现在，Rust 确实使用 Unicode，但它使用 UTF-8。遗憾的是，没有直接的方法让 .NET 将字符串编组为 UTF-8。使用任何其他编码似乎会丢失信息，因此您要么必须在 Rust 端明确处理 UTF-16，要么在 C# 端明确处理 UTF-8。

在 C# 中将字符串重新编码为 UTF-8 更加简单。您可以利用 .NET 将数组编组为指向第一个元素的原始指针（就像 C 一样）并传递以 null 结尾的 UTF-8 字符串这一事实。

首先，获取 .NET 字符串并生成存储在字节数组中的 UTF-8 字符串的静态方法：

byte[] NullTerminatedUTF8bytes(string str)
{
    return Encoding.GetBytes(str + "[=11=]");
}

然后像这样声明 Rust 函数的签名：

[DllImport(dllname, CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static extern void printc([In] byte[] str);

最后，这样称呼它：

printc(NullTerminatedUTF8bytes(str));

对于奖励积分，您可以修改 printc 以取而代之的是 *const u8 和 u32，传递重新编码的字符串加上它的长度；那么你不需要空终止符并且可以使用 std::slice::from_raw_parts 函数重建字符串（但这已经开始超出原来的问题）。

至于print2，那个根本行不通。 .NET 对 Rust 的 String 类型一无所知，而且它不可能 与 .NET 字符串兼容。更重要的是，String 甚至没有一个有保证的布局，所以安全地绑定到它或多或少是不可能的。

所有这些都是非常冗长的说法：不要在跨语言函数中使用 String 或任何其他非 FFI 安全类型，永远。如果你在这里的目的是将一个 "owned" 字符串传递给 Rust...我不知道它是否甚至可能与 .NET 一致。

旁白：Rust 中的 "FFI-safe" 本质上可以归结为：是内置的固定大小类型（即不是 usize/isize)，或者是附加了 #[repr(C)] 的用户定义类型。遗憾的是，文档中没有包含类型的 "FFI-safe"-ness。

在 DllImport 中使用 Unicode 字符串和用 Rust 编写的 DLL

Using Unicode strings in DllImport with a DLL written in Rust

c#

rust

pinvoke

dllimport

Rust DLL 代码

C#控制台程序代码