当 Rust FFI 函数将没有 #[repr(C)] 的结构返回给 C 时，会返回什么？

Question

编辑：有人指出我的示例不够完整，无法使用。我的问题已解决，但如果您有兴趣查看完整代码，可以查看here。

给定以下代码：

#[no_mangle]
pub extern "C" fn create_acceptor() -> Acceptor {
    Acceptor {}
}

pub struct Acceptor {}

如果我从 C 中调用它，它实际上会得到什么？是指针吗？某种 id？

我目前在 C 端使用如下代码：

extern int create_acceptor();

int main(int argc, char **argv) {
        int acceptor = create_acceptor();
        return 0;
}

它似乎工作正常。我把它当作一个不透明的类型来使用，我会像acceptor_doSomething(acceptor) 一样将它传回Rust。

但我很困惑，因为我在 C 端为 acceptor 使用什么类型似乎并不重要。 void* 和 int 的行为相同。此外，文档似乎表明我应该使用#[repr(C)]，但没有它似乎也可以工作。这是为什么呢？

在打印 C 端接收到的值时，它显示的整数非常小，所以我猜它是 Rust 端的 id？

Answer 1

TL;DR：这个例子没什么用，也没有显示任何东西。

它实际上得到了什么？是指针吗？某种 id？

它是结构体，与 Rust 方面的定义完全一致。如果你返回一个指针（这个例子没有），它就是一个指针；如果你返回一些 id（这个例子没有），它就是一个 id。

Rust 的 FFI 没有任何开销或抽象——你返回的就是返回的。

文档似乎表明我应该使用#[repr(C)]

是的，你应该。没有它，您的代码很可能是未定义的行为。 Rust 结构的布局尚未得到保证。如果不将表示指定为 C，C 代码就无法知道哪些字段在哪里。

但没有它似乎也可以工作

那是因为您的示例结构没有字段，因此没有大小（在没有非标准扩展的情况下，AFAIK 在 C 中甚至无效）。 Rust 基本上甚至不需要查看数据（什么数据？），所以你传回什么都没关系。

在打印 C 端接收到的值时，显示的整数非常小

这可能只是堆放在周围的垃圾。字面上未初始化的数据。

使用带有不带 #[repr(C)] 的字段的结构体

这不好。不要这样做。 String 是一个具有非平凡字段的结构，它没有标记为#[repr(C)]。

Cargo.toml

[package]
name = "shear"
version = "0.1.0"
authors = ["An Devloper"]

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies]

src/lib.rs

// Don't do this, `String` isn't #[repr(C)]!
#[no_mangle]
pub extern "C" fn create_example() -> String {
    String::from("hello")
}

// Don't do this, `String` isn't #[repr(C)]!
#[no_mangle]
pub extern "C" fn use_example(e: String) {
    println!("{}", e);
}

ma​​in.c

extern int create_example();
extern void use_example(int example);

int main(int argc, char **argv) {
  int example = create_example();
  use_example(example);
}

执行

$ cargo build
   Compiling shear v0.1.0 (file:///home/ubuntu/shear)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 1.02s
$ gcc -o example main.c -L target/debug/ -lshear
$ LD_LIBRARY_PATH=target/debug/ ./example
Segmentation fault

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请阅读The Rust FFI Omnibus，详细了解如何跨 FFI 边界正确传输值。免责声明：我是主要作者。