Haskell Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr 与 C 结构指针/数组字段答案

【问题标题】：Haskell Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr with C struct pointer/array fieldHaskell Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr 与 C 结构指针/数组字段
【发布时间】：2014-06-07 12:36:18
【问题描述】：

我正在使用带有 C 库的 Haskell FFI，该库定义了许多 struct 类型，其中包含指向 doubles 的成员，旨在被视为 doubles 的数组：

typedef struct Foo {
  int length;
  double* values;
} FooT;

在我与此库的 Haskell 绑定中，我有一个等效的数据类型，我正在尝试将 Data.Vector.Storable.Vector Double 用于数组：

data Foo = Foo {
  length :: Int,
  values :: Data.Vector.Storable.Vector Double
} deriving (Show, Eq)

为了在 C 库和我的 Haskell 代码之间编组数据，当然，我必须为这些类型编写 Storable 实例。我正在尝试找出一种使用Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr 从C 库已在堆上分配和填充的double* 数组创建Haskell Vectors 的方法。我希望通过这样做，我可以避免复制 double* 数组的内容，而只需将 Vector 作为数组的一种包装器。（附带的问题是：鉴于double* 数组最多可以有10,000 个doubles，是否值得追求这种非复制？）

这是我目前所拥有的。我正在使用hsc2hs 宏来帮助生成Storable peek 实现：

instance Storable Foo where
  alignment _ = alignment (undefined :: CDouble)
  sizeOf _ = #{size FooT}

  peek ptr = do
    len <- (#peek FooT, length) ptr
    valuesField <- ((#peek FooT, values) ptr) :: IO (ForeignPtr Double)
    let values' = DV.unsafeFromForeignPtr0 valuesField len

    return Foo { length = len, values = values' }

  poke ptr (Foo len values') = do
    (#poke FooT, length) ptr len
    DV.unsafeWith values' (\ptrValues -> (#poke FooT, values) ptr ptrValues)

所以在我的peek 中，我尝试将#peek values 成员作为ForeignPtr Double 使用，然后我可以将其与unsafeFromForeignPtr 一起使用。但是，#peek 会生成如下代码：

valuesField <- (((\ hsc_ptr -> peekByteOff hsc_ptr 16)) ptr) :: IO (ForeignPtr Double)

因为没有ForeignPtr Double 的Storable 实例而被卡住。我想如果我尝试为ForeignPtr Double 实现一个实例，我只会将如何访问struct 成员的地址值的问题转换为该实例的peek 实现。

总之，我怎样才能访问地址值（即指针）struct 成员，以便我可以将其用作unsafeFromForeignPtr 的参数？

【问题讨论】：

标签： arrays pointers haskell vector ffi

【解决方案1】：

我不知道如何使用 hsc2hs，但您已经有一个指向 peek 中数据的指针，所以您只需使用它，当然还有适当的偏移量。免责声明：这可以编译，但未经测试。

import Data.Vector.Storable (Vector, unsafeFromForeignPtr)
import Foreign.Storable (Storable (..))
import Foreign.C.Types 
import Foreign.ForeignPtr (newForeignPtr_)
import Foreign.Ptr 

instance Storable Foo where
  peek ptr = do 
    len <- peek (castPtr ptr)
    valsPtr <- newForeignPtr_  (castPtr ptr `plusPtr` (sizeOf (undefined :: CInt)))
    return $ Foo len $ unsafeFromForeignPtr valsPtr 0 len

【讨论】：

看起来newForeignPtr_ 是这里的重要部分。我无法手动计算 plusPtr 右手参数来工作，但是使用 newForeignPtr_ 和 hsc2hs 的 #peek 生成的指针可以工作。
我已经使用这个建议编写了一个答案，但我不能发布它，因为我太 n00b 并且互联网不信任我:-/ 希望我仍然会被打扰发布它...
@rjlewis 如果需要，请在底部使用您的解决方案编辑我的答案。我应该能够接受编辑。

【解决方案2】：

使用 user2407038 对newForeignPtr_ 的建议，可行的解决方案是：

instance Storable Foo where
  alignment _ = alignment (undefined :: CDouble)
  sizeOf _ = #{size FooT}

  peek ptr = do
    len'    <- fmap fromIntegral (((#peek FooT, len) d) :: IO CInt)

    valuesField <- ((#peek FooT, values) ptr) :: IO (Ptr Double)
    valuesPtr   <- newForeignPtr_ valuesField
    let values' = DV.unsafeFromForeignPtr0 valuesField len

    return Foo { length = len, values = values' }

我发现只是 #peeking int 字段给了我垃圾，而明确声明它是 CInt 然后使用 fromIntegral 将其转换为 Int 给了我正确的值。然后我实际上有一个正确的长度可以与unsafeFromForeignPtr 一起使用。然后我对double* 指针也做了类似的事情：明确声明它为Ptr Double。

在我的实际应用中，一些structs 也有char* 类型字段，类似于int 字段，我发现在#peek 之后也只是作为垃圾出现。同样，明确声明它们的类型为 CString 也解决了这个问题。

【讨论】：