在 FFI 中使用 c_void

Question

我正在努力通过一个接受 void 的 FFI 传递一个结构并在另一端读回它。

有问题的库是 libtsm，一个终端状态机。它允许您输入输入，然后找出终端在输入之后的状态。

它把它的draw函数声明为：

pub fn tsm_screen_draw(con: *tsm_screen, draw_cb: tsm_screen_draw_cb, data: *mut c_void) -> tsm_age_t;

其中 tsm_screen_draw_cb 是由库用户实现的回调，带有签名：

pub type tsm_screen_draw_cb = extern "C" fn(
  con: *tsm_screen,
  id: u32,
  ch: *const uint32_t,
  len: size_t,
  width: uint,
  posx: uint,
  posy: uint,
  attr: *tsm_screen_attr,
  age: tsm_age_t,
  data: *mut c_void
);

这里的重要部分是data 参数。它允许用户通过一个指向自我实现状态的指针，在绘制后对其进行操作和使用。给定一个简单的结构：

struct State {
  state: int
}

我该如何正确地做到这一点？我不确定如何正确地将指向结构的指针转换为 void 并返回。

Answer 1

您不能将 struct 转换为 c_void，但您可以将结构的 reference 转换为 *mut c_void 并使用一些指针转换返回：

fn my_callback(con: *tsm_screen, ..., data: *mut c_void) {
    // unsafe is needed because we dereference a raw pointer here
    let data: &mut State = unsafe { &mut *(data as *mut State) };
    println!("state: {}", data.state);
    state.x = 10;
}

// ...

let mut state = State { state: 20 };
let state_ptr: *mut c_void = &mut state as *mut _ as *mut c_void;
tsm_screen_draw(con, my_callback, state_ptr);

也可以使用std::mem::transmute() 函数在指针之间进行强制转换，但它比这里真正需要的要强大得多，应尽可能避免使用。

请注意，将不安全的指针转换回引用时必须格外小心。如果tsm_screen_draw在另一个线程中调用它的回调或将其存储在一个全局变量中，然后另一个函数调用它，那么state局部变量很可能在回调被调用时超出范围，这会导致你的程序崩溃。