使用数组参数从 C 调用 Rust 方法

Posted 2023-02-19

【中文标题】使用数组参数从 C 调用 Rust 方法

【英文标题】：Calling Rust method from C with array parameters

【发布时间】：2015-09-23 03:46:23

【问题描述】：

我正在尝试从我的 C 项目中为嵌入式设备调用 Rust 代码。设备通过 UART 打印，所以我可以看到我的调用结果是什么。

以下 C 和 Rust 代码按预期工作（我省略了许多使其编译所需的样板 Rust 代码）。

C:

uint8_t input[] = 1,2,3;
uint8_t output[] = 4,5,6;
output = func(input, output);
printf("Sum: %d", output[0]);

生锈：

#[no_mangle]
pub extern fn func(input: &[u8], dst: &mut[u8]) -> u8 
  3

这会按预期打印 3。但是我一直在改变作为引用传入的数组：

C:

uint8_t input[] = 1,2,3;
uint8_t output[] = 4,5,6;
func(input, output);
printf("Sum: %d", output[0]);

生锈：

#[no_mangle]
pub extern fn func(input: &[u8], dst: &mut[u8]) 
  for i in (0..1) 
      dst[i] = input[i];
  

这会编译，但会打印 4 而不是预期的 1。由于某种原因，我无法更改数组的值。有什么想法吗？

编辑：C 函数声明分别是：

extern uint8_t func(uint8_t in[64], uint8_t output[64]);
extern void func(uint8_t in[64], uint8_t output[64]);

EDIT2：更新代码： C：

uint8_t input[64];
uint8_t output[64];
for(uint8_t = 0; i < 64; i++) 
    input[i] = i;

func(input, output);
printf("Sum: %d", output[2]);

期望输出 2。

【参考方案1】：

Rust 中的 &[T] 与 C 中的 T [] 或 T * 不同。您应该永远不要使用借来的指针与来自 Rust 的 C 代码。在与 C 代码交互时，您还应该永远不要使用 [T] 或 str。

曾经。

[T] 和 str 是 dynamically sized types，这意味着指向它们的所有指针（任何类型）都是常规指针大小的两倍。这意味着您的 C 代码传递了两个指针，而 Rust 需要 四个。你的第二个例子没有在你的脸上爆炸，这是一个小奇迹。

Slice Arguments example from the Rust FFI Omnibus 几乎就是您想要的。

还有FFI chapter of the Rust Book。

编辑：那些 C 签名也是伪造的；首先，Rust 可以在任何地方接受的数组大小没有限制，所以我不确定 64 来自哪里。一个模糊可比的 Rust 类型是 [u8; 64]，但即使 那个 也将 仍然 不正确，因为 C 和 Rust 传递固定大小的数组不同。 C 通过引用传递它们，Rust 通过值传递它们。

编辑 2：假设您说的是第二个 func，Rust 翻译只是：

// C ffi signature:
// void copy(uint8_t src[4], uint8_t dst[4]);
#[no_mangle]
pub unsafe extern fn copy(src: *const [u8; 4], dst: *mut [u8; 4]) 
    if src.is_null()  return; 
    if dst.is_null()  return; 

    // Convert to borrowed pointers.
    let src: &[u8; 4] = &*src;
    let dst: &mut [u8; 4] = &mut *dst;

    for (s, d) in src.iter().zip(dst.iter_mut()) 
        *d = *s;
    


#[cfg(test)]
#[test]
fn test_copy() 
    let a = [0, 1, 2, 3];
    let mut b = [0; 4];
    unsafe  copy(&a, &mut b); 
    assert_eq!(b, [0, 1, 2, 3]);

【讨论】：

如果 C 通过引用传递这样的数组，那么 Rust 签名将需要使用 *const [uint8_t; 64] 或 *mut [uint8_t; 64]。

@ChrisMorgan：更大的问题是它们一开始就不是 64 元素数组，但是是的； uint8_t [64] 作为参数的 Rust 等效项是（至少在我测试过的平台上）*mut [u8; 64]。

你说得对，那些签名太可怕了。但我想避免在这里为我的平台编译 libc。另外，我总是在编译时知道数组参数的大小，所以，像 *mut [u8; 64] 很好。尝试了 func(input: *mut [u8; 64], dst: *mut [u8; 64] )，但是我不允许索引或改变参数。

@Jambaman：我不明白这些签名与重新编译 libc 有什么关系，或者它会完成什么。我特别关心的是，在您的 C 代码中，您没有传递长度为 64 的数组，这是等待发生的缓冲区溢出。至于不能使用*mut [u8; 64]，那是因为取消引用原始指针是不安全的，必须在unsafe 块内完成。同样，根据您在问题中的解释，链接的示例似乎与您想要的最接近。

我在示例中添加了代码来说明我想要做什么。我基本上只是想将输入数组（我在编译时知道其大小为 64）复制到输出（大小也为 64）。

【参考方案2】：

我还在 Rust nightly book 中找到了很多有用的信息，其中函数“dot_product”基本上完全符合我的要求：https://doc.rust-lang.org/nightly/book/no-stdlib.html