分配数据以传递给 FFI 调用的正确方法是什么？

Question

在discussing/learning about the correct way to call a FFI of the Windows-API from Rust 之后，我玩得更远了，想再次检查一下我的理解。

我有一个被调用两次的 Windows API。在第一次调用中，它返回实际输出参数所需的缓冲区大小。然后，使用足够大小的缓冲区再次调用它。我目前正在使用 Vec 作为此缓冲区的数据类型（参见下面的示例）。

代码有效，但我想知道这是否是正确的方法，或者使用alloc::heap::allocate 之类的函数直接保留一些内存然后使用transmute 将结果从FFI 回来了。同样，我的代码有效，但我试图在幕后看一点。

extern crate advapi32;
extern crate winapi;
extern crate widestring;
use widestring::WideCString;
use std::io::Error as IOError;
use winapi::winnt;

fn main() {
    let mut lp_buffer: Vec<winnt::WCHAR> = Vec::new();
    let mut pcb_buffer: winapi::DWORD = 0;

    let rtrn_bool = unsafe {
        advapi32::GetUserNameW(lp_buffer.as_mut_ptr(),
                               &mut pcb_buffer )
    };

    if rtrn_bool == 0 {

        match IOError::last_os_error().raw_os_error() {
            Some(122) => {
                // Resizing the buffers sizes so that the data fits in after 2nd 
                lp_buffer.resize(pcb_buffer as usize, 0 as winnt::WCHAR);
            } // This error is to be expected
            Some(e) => panic!("Unknown OS error {}", e),
            None => panic!("That should not happen"),
        }
    }


    let rtrn_bool2 = unsafe {
        advapi32::GetUserNameW(lp_buffer.as_mut_ptr(), 
                               &mut pcb_buffer )
    };

    if rtrn_bool2 == 0 {
        match IOError::last_os_error().raw_os_error() {
            Some(e) => panic!("Unknown OS error {}", e),
            None => panic!("That should not happen"),
        }
    }

    let widestr: WideCString = unsafe { WideCString::from_ptr_str(lp_buffer.as_ptr()) };

    println!("The owner of the file is {:?}", widestr.to_string_lossy());
}

依赖关系：

[dependencies]
advapi32-sys = "0.2"
winapi = "0.2"
widestring = "*"

Answer 1

理想情况下，您应该使用std::alloc::alloc，因为您可以在布局中指定所需的对齐方式：

pub unsafe fn alloc(layout: Layout) -> *mut u8

主要的缺点是您需要知道对齐方式，即使您释放了分配。

使用Vec 作为一种简单的分配机制是一种常见的做法，但在使用它时需要小心。

1. 确保您的单位正确 - “长度”参数是 items 的数量还是 bytes 的数量？
2. 如果将Vec 分解为组件，则需要
   1. 跟踪长度和容量。有些人使用shrink_to_fit 来确保这两个值相同。
   2. 避免跨流 - 内存是由 Rust 分配的，必须由 Rust 释放。将其转换回 Vec 以被删除。

3. 注意空的Vec 确实不有一个 NULL 指针！：

   fn main() {
       let v: Vec<u8> = Vec::new();
       println!("{:p}", v.as_ptr());
       // => 0x1
   }
   

---

对于您的具体情况，我可能建议使用Vec 的capacity 而不是自己跟踪第二个变量。您会注意到在第一次调用后您忘记更新pcb_buffer，所以我很确定代码总是会失败。这很烦人，因为它需要是一个可变引用，因此您无法完全摆脱它。

此外，您可以只使用reserve 空格，而不是extendVec。

也不能保证第一次调用所需的尺寸与第二次调用所需的尺寸相同。你可以做一些循环，但是你不得不担心会发生无限循环。

Answer 2

这是我想出来的。

pub struct FfiObject {
    pub ptr: *mut u8,
    pub size: usize,
}
impl FfiObject {
    // allocate and zero memory
    pub fn new(size: usize) -> FfiObject {
        FfiObject::_from_vec(vec![0u8; size], size)
    }
    // allocate memory without zeroing
    pub fn new_uninitialized(size: usize) -> FfiObject {
        FfiObject::_from_vec(Vec::with_capacity(size), size)
    }
    fn _from_vec(mut v: Vec<u8>, size: usize) -> FfiObject {
        assert!(size > 0);
        let ptr = v.as_mut_ptr();
        std::mem::forget(v);
        FfiObject { ptr, size }
    }
}
impl Drop for FfiObject {
    fn drop(&mut self) {
        unsafe { std::mem::drop(Vec::from_raw_parts(self.ptr, 0, self.size)) };
    }
}

FFI 对象是使用u8 向量创建的，因此大小以字节为单位。这可以概括为使用任意类型而不是 u8，但请记住 Shepmaster 关于字节数和项目数之间区别的警告。

这是一个使用FfiObject的例子：

// Ask the library for the size.
let mut size: usize = 0;
let mut success = GetObjectSize(&mut size);
if success && size > 0 {
    // allocate and zero memory for the object
    let ffi_obj = FfiObject::new(size);
    // Pass the memory to a foreign function
    success = DoSomethingWithObject(ffi_obj.ptr, &ffi_obj.size);