存储在非 Go 内存中的 Go 指针

Question

我有一个新手 CGO 问题，我想知道是否有人可以帮助我。当 GODEBUG 设置为 cgocheck=2 运行时，我的应用程序崩溃并显示以下内容

write of Go pointer 0xc0003b72c0 to non-Go memory 0x7fefa0016810
fatal error: Go pointer stored into non-Go memory

导致问题的代码是

cArray := C.malloc(C.size_t(len(fd.Faces)) * C.size_t(unsafe.Sizeof(uintptr(0))))
defer C.free(unsafe.Pointer(cArray))
a := (*[1<<30 - 1]*C.struct_Box)(cArray)
for index, value := range fd.GetFaceRectangles() {
    box := &C.struct_Box{
        left: C.int(value.Min.X),
        top: C.int(value.Min.Y),
        right: C.int(value.Max.X),
        bottom: C.int(value.Max.Y),
    }
    a[index] = box
}
cBoxCount := C.int(len(fd.Faces))
ret := C.facerec_compute_multi(rec.ptr, cImgData, cLen,  &a[0], cBoxCount)

特别是这一行：

a[index] = box

我了解数组的内存是在 C 中使用 malloc 分配的。我正在尝试将 C Box 添加到数组中，然后再将其传递给 C 函数。解决这个问题的方法是让我在 C 中编写一个函数，该函数可以接收数组和创建结构所需的项目，而我在 C 中执行该部分吗？我试图最小化对 C 的调用次数，所以如果我可以从 Go 创建数组，那就太好了。真的很苦恼如何安全地将一组数据传递给 C 中的函数。

Answer 1

您已分配 C 内存来保存许多单独的指针。每个单独的指针都可以设置为单独的值。就目前而言这很好，但正如您所指出的，a[index] = box 是一个问题，因为box 本身拥有一个指向 Go 内存 C.struct_Box 的指针。

我正在尝试将 C Box 添加到数组中，然后再将其传递给 C 函数。

要做到这一点，你需要一个C.malloc 电话。正如所写，每个C.struct_Box 实例都需要一个。

我是否可以在 C 中编写一个函数来解决此问题，该函数可以接收数组和创建结构所需的项目，而我在 C 中执行该部分？

虽然您可以尝试这样做，但它似乎......不是最理想的。

我正在尝试尽量减少对 C 的调用次数，所以如果我可以从 Go 创建数组，那就太好了。真的很苦恼如何安全地将数据数组传递给 C 中的函数。

C 从来都不是真正的安全 ? 但我怀疑你最好的选择是利用 C 实现“数组”的方式，这是一种穷人的切片。 （或者，也许更准确地说，Go 切片是正确的“C 数组”。）请记住，切片在 Go 中实现为三元素标题：

• 指向存储区底部的指针；
• 存储区域内的当前长度；和
• 存储区容量

然后可以保存一些运行时计算出的某种类型的项目数n。 C 的动态“数组”以相同的方式工作，只是没有适当的切片头的安全性。

这意味着你可以编写你的 C 代码——提供你有这个 C 代码的控制——获取一个指向存储区基址的指针，和一个 int 或 size_t 值，用于计算该区域中项目的数量 n。这样一个函数的签名是：

void f(T *base, size_t n);

其中n 是项目数。 （如果合适，添加第二个size_t，如果您还想提供容量，但如果内存有容量，并且函数将其修改为包含不同数量的项目，那么函数必须返回新的数量项目——即f 不会是void——或者n 本身必须通过引用或类似的方式提供。）

在这种情况下，如果您可以安排 C 代码获取指向nstruct Box-es 的第一个的指针（而不是n 的第一个@指针到 @987654337 @-es)，您可以在单个 C.malloc 调用中分配它。

如果您无法重新编写 C 代码，那么您至少会遇到两个 C.malloc 调用。但是，您可以再次将所有struct Boxes 分配到一个C.malloc 中，并使它们全部相邻——即，一个C“数组”/穷人切片——然后使每个指针指向下一个@987654342 @：

cArray := C.malloc(C.size_t(len(fd.Faces)) * C.size_t(unsafe.Sizeof(uintptr(0))))
defer C.free(unsafe.Pointer(cArray))
cBoxes := C.malloc(C.size_t(len(fd.Faces)) * C.size_t(unsafe.Sizeof(C.struct_Box)))
defer C.free(unsafe.Pointer(cBoxes))
a := (*[1<<30 - 1]*C.struct_Box)(cArray)
b := (*[1<<30 - 1]C.struct_Box)(cBoxes)
for index, value := range fd.GetFaceRectangles() {
    b[index] = C.struct_Box{
        left: C.int(value.Min.X),
        top: C.int(value.Min.Y),
        right: C.int(value.Max.X),
        bottom: C.int(value.Max.Y),
    }
    a[index] = &b[index]
}
cBoxCount := C.int(len(fd.Faces))
ret := C.facerec_compute_multi(rec.ptr, cImgData, cLen,  &a[0], cBoxCount)

（我试图在这里尽可能地保持代码结构相似，这是未经测试的，因为我没有某些部分。）

除此之外：您有len(fd.Faces) 和fd.GetFaceRectangles()，这里的代码假定for ... range fd.GetFaceRectangles() 的迭代次数始终为len(fd.Faces)。我之所以这么说是因为我做了同样的假设，除了你的例子之外没有任何支持。

Answer 2

在 Slack 频道上的一些帮助下，我最终得到了这个，只需直接添加结构而不是指针。

// Create an array in C
arr := C.malloc(C.size_t(len(fd.Faces)) * C.sizeof_Box)
defer C.free(unsafe.Pointer(arr))

var boxes []C.struct_Box
hdr := (*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&boxes))
hdr.Data, hdr.Cap, hdr.Len = uintptr(arr), len(fd.Faces), len(fd.Faces)

for i, v := range fd.GetFaceRectangles() {
    boxes[i] = C.struct_Box{
        left: C.int(v.Min.X),
        top: C.int(v.Min.Y),
        right: C.int(v.Max.X),
        bottom: C.int(v.Max.Y),
    }
}
cBoxCount := C.int(len(fd.Faces))
ret := C.facerec_compute_multi(rec.ptr, cImgData, cLen, &(boxes[0]), cBoxCount)