创建包含字符串的静态 C 结构答案

【问题标题】：Creating a static C struct containing strings创建包含字符串的静态 C 结构
【发布时间】：2014-11-10 20:50:27
【问题描述】：

我正在尝试在 Rust 中创建一个动态库，将结构导出为符号，该符号将通过 dlopen() 加载到 C 程序中。

但是，我在访问结构中的第二个字符串时遇到了一些段错误，所以我做了一个小测试程序来尝试找出我做错了什么。

这是 Rust 代码 (test.rs)，使用“rustc --crate-type dylib test.rs”编译：

#[repr(C)]
pub struct PluginDesc {
    name: &'static str,
    version: &'static str,
    description: &'static str
}


#[no_mangle]
pub static PLUGIN_DESC: PluginDesc = PluginDesc {
    name: "Test Plugin\0",
    version: "1.0\0",
    description: "Test Rust Plugin\0"
};

这是尝试加载库（test.c）的C程序，使用“gcc test.c -ldl -o test”编译：

#include <dlfcn.h>
#include <stdio.h>


typedef struct {
    const char *name;
    const char *version;
    const char *description;
} plugin_desc;


int main(int argc, char **argv) {
    void *handle;
    plugin_desc *desc;

    handle = dlopen("./libtest.so", RTLD_LOCAL | RTLD_LAZY);
    if (!handle) {
        printf("failed to dlopen: %s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    desc = (plugin_desc *) dlsym(handle, "PLUGIN_DESC");
    if (!desc) {
        printf("failed to dlsym: %s\n", dlerror());
        return 1;
    }

    printf("name: %p\n", desc->name);
    printf("version: %p\n", desc->version);
    printf("description: %p\n", desc->description);

    return 0;
}

这是输出：

name: 0x7fa59ef8d750
version: 0xc
description: 0x7fa59ef8d75c

可以看到，desc->version的地址其实是0xc(12)，也就是第一个字符串的长度。所以看起来打包到库中的结构也包含内存地址后面的字符串长度。

我在这里使用了错误的字符串类型吗？如您所见，我还必须手动终止字符串 NULL。我尝试使用 CString 包装器，但在这种情况下似乎不起作用（“静态项不允许有析构函数”）。

我每晚在 Linux 上运行最新的 Rust：

$ rustc --version
rustc 0.12.0-pre-nightly (f8426e2e2 2014-09-16 02:26:01 +0000)

【问题讨论】：

您是否尝试过将*i8 指针放在结构中？
看起来 rust-strings 不只是 char * 的。是否有一个包含用于与 C 链接的 rust 字符串定义的 .h 文件？

标签： c string struct rust dlopen

【解决方案1】：

切片的布局（&[T] 或 &str）是一个后跟长度的指针，如 the Slice struct of the std::raw module 所述。这就是为什么从 C 代码中读取 version 字段会显示 name 字段值的长度。（但是请注意，切片的确切内存布局并不被认为是稳定的，因此它可能会在以后的版本中发生变化。无论如何，您都应该不将 Rust 特定的数据类型传递给 C；只传递原始类型（包括原始指针）和带有 #[repr(C)] 注释的类型。）

编辑：不幸的是，目前在 Rust 中似乎没有办法做到这一点。有一些函数可以从切片中获取原始指针，但 function calls are not allowed in static initializers。正如 cmets 中的 sellibitze 所建议的，您应该在 C 源文件中定义该变量。

【讨论】：

字节文字（&[u8] 类型）是否真的强制转换为 *const u8？
不幸的是，这也不起作用。我收到错误“预期*const i8，找到&'static [u8]（预期i8，找到向量）”，但是在将类型更改为“&'static [u8]”使其编译时，它与原始代码存在相同的问题。
@chrippa：嗯，切片上有一个as_ptr 方法。但我认为您不能将其称为静态初始化的一部分。我看到的唯一解决方案是编写一个 C 文件，对其进行编译并将其链接到其余的 Rust 代码。
呜呜。当我在 play.rust-lang.org 上测试这个时，我没有 main 方法，它抱怨了一些其他错误，但不是这个。使用main 方法，它确实会抱怨。我改变了答案，因为目前似乎不可能......
Slice 的表示不保证不会改变：就像常规的 rust 结构一样，字段的顺序并不重要。所以 Rust 目前没有给你所需的保证——不要让&str 越过 ffi 边界。

【解决方案2】：

简短的回答是您不能静态分配这样的结构。未来的 Rust 可能会获得这种能力。

您可以做的是静态分配一个包含空指针的结构，并在调用函数时将这些空指针设置为有用的东西。 Rust 有 static mut。它需要不安全的代码，根本不是线程安全的，并且（据我所知）被认为是代码异味。

在这里，我认为这是一种解决方法，即无法将 &[T] 转换为静态中的 *const T。

static S: &'static [u8] = b"http://example.org/eg-amp_rust\n\0";
static mut desc: LV2Descriptor = LV2Descriptor {
    amp_uri: 0 as *const libc::c_char, // ptr::null() isn't const fn (yet)
};

#[no_mangle]
pub extern fn lv2_descriptor(index: i32) -> *const LV2Descriptor {
     let ptr = S.as_ptr() as *const libc::c_char;
     unsafe {
        desc.amp_uri = ptr;
        &desc as *const LV2Descriptor
     }
}

answer copied from duplicate question

【讨论】：