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Rust FFI 编程-手动绑定 C 库入门 06

我们继续研究 Rust 与 C 之间传递回调函数,上一篇使用的是函数指针,本文介绍如何使用闭包来实现这个问题。我们回顾下目标:

在 C 端有个函数,有个回调函数作为参数;

在 Rust 端,有个闭包;并在主函数中,要使用定义的闭包调用 C 端的那个函数。

闭包

我们知道 Rust 的闭包不仅是一个函数指针,这意味着不能使用它作为回调函数的函数指针直接传递给 C 端。

同时我们也知道 Rust 中的所有的闭包都实现了由标准库提供的 trait Fn、FnMut 或 FnOnce 中的一个。闭包语法 || {} 实际上是 Fn 系列 trait 的语法糖,Rust 会为“环境”创建一个结构体,impl其中合适的一个 trait,并使用它。

因此,从理论上讲,我们应该能够通过将闭包“拆分”为两部分,匿名类型的实例数据和某种类似call()方法的函数。这样我们可以获取其中函数部分的指针,从而实现将闭包传递给 C 端代码。

具体的方法就是:首先创建一个泛型 hook 函数,该函数和回调函数的参数列表一样,在其中构建并调用闭包。然后创建一个 getter 函数,该函数接受闭包的引用作为参数,返回一个函数指针。

我们沿用上篇设计的示例,稍作修改:

C 端,sum_square_cb 函数,接收两个整型参数 a, b,一个函数指针,一个void *;

Rust 端,定义一个 getter 函数 get_callback;

Rust 端,定义一个闭包,被调用时更新数据 user_data;

Rust 端,调用 C 中定义的 sum_square_cb;

好,代码部分 C 端保持不变,我们看 Rust 端的两个函数hook 和get_callback,代码如下:

// ffi/example_10/src/main.rs

unsafe extern fn hook(result: c_int, user_data: *mut c_void)where F: FnMut(c_int),{ let closure = &mut *(user_data as *mut F); closure(result);}

pub fn get_callback(_closure: &F) -> SumSquareCBwhere F: FnMut(c_int),{ hook::}

由于我们希望闭包能改变其环境,所以在定义hook函数时,我们限定闭包实现为FnMut并以c_int作为参数。在函数体中的这一句 let closure = &mut *(user_data as *mut F); ,先通过把 *mut c_void 指针转换成 *mut F 指针,然后用 * 取得它的数据块,并使用 &mut 取得可变引用 ,最后调用闭包。

同时get_callback函数中仅有的语句,hook::,我们使用了一个叫做 turbofish ::  的语法,用来显式指定返回F类型的hook函数。

接下来我们 Rust 端的主函数,代码如下:

fn main() { let mut record = SumRecord::default(); unsafe { let mut closure = |result: c_int| { record.total += result; record.calls += 1; }; let callback = get_callback(&closure);

sum_square_cb(1, 2, callback, &mut closure as *mut _ as *mut c_void);

sum_square_cb(3, 4, callback, &mut closure as *mut _ as *mut c_void); }

println!("The sum is {:?}", record);}

这个 let mut closure 语句意味着 closure 包含一个匿名函数的 定义,而不是调用后的 返回值,该函数接受一个c_int类型的参数。我们使用闭包的原因是需要事先定义一段代码,并在之后的某个时候才实际调用它。这里我们将期望调用的代码储存在了 closure 中。

接着我们调用get_callback,其中有一点非常重要,它返回的函数指针只能在传入的同一闭包上使用。因为我们定义hook函数时在未进行任何类型检查的情况下,将user_data直接转换为该闭包类型的指针。

同时在调用 C 端函数sum_square_cb时,我们通过获取闭包变量 closure的可变引用,并进行两次指针转换,将其强制转换为 void * 指针来获取其数据。其中我们使用了_占位符由 Rust 编译器来推断该位置的闭包类型。

小结

我们使用 Rust 调用 C 时,要在两者之间传递闭包,可以通过将闭包“拆分”出函数指针来完成这个操作。

本篇的完整代码位于:https://github.com/lesterli/rust-practice/tree/master/ffi/example_10

  • 发表于:
  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20200702A0VW1W00?refer=cp_1026
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