Rust与C接口交互

Rust 对于与其他编程语言的互操作性有着出色的支持。这意味着：

从其他语言调用 Rust 函数。
从 Rust 调用用其他语言编写的函数。

调用C接口库

以windows下Dll库为例。

C库准备

先通过VS生成一个Dll库，对应的C头文件：

c 复制代码

#ifdef CEXPORTLIB_EXPORTS
#define DLL_API __declspec(dllexport)
#else
#define DLL_API __declspec(dllimport)
#endif
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
    typedef struct {
        double real;
        double imag;
    }Complex;
    Complex DLL_API add(Complex first, Complex second);
    //Complex DLL_API add(const Complex& first, const Complex& second);
    void DLL_API add_self(Complex& first, const Complex& second);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

Rust侧调用

1、build脚本

在Cargo.toml中增加build项：

c 复制代码

[package]
...
build = "build.rs"

在根目录（Cargo.toml同一层）增加build.rs（里面main与main.rs中的main没任何关系）

rust 复制代码

// build.rs
fn main() {
    // println!("cargo::rustc-link-lib=dylib=stdc++"); // This line may be unnecessary for some environment.
    println!("cargo::rustc-link-search=./x64/Debug"); // lib所在目录
}

2、rust中声明C库中的接口与结构

#[repr©]用于向 Rust 编译器指定这个 struct 总是使用和 C 代码相同的规则来组织内部成员的内存布局。

rust 复制代码

// c_handle.rs
#[repr(C)]
#[derive(Debug)]
pub struct Complex {
    pub real: f64,
    pub imag: f64,
}
#[link(name = "c_export_lib", kind = "dylib")]
unsafe extern "C" {
    // 此种方式会转移所有权，调用后first与second都无法再访问
    // pub fn add(first: Complex, second: Complex) -> Complex;
    // 此种方式不会转移所有权
    pub fn add(first: *const Complex, second: *const Complex) -> Complex;
    pub fn add_self(first: *mut Complex, second: *const Complex) -> ();
}

3、rust中调用接口

rust 复制代码

  let a = c_handle::Complex { real: 1.0, imag: 2.0 };
  let b = c_handle::Complex { real: 3.0, imag: 4.0 };
  // let c = unsafe { c_handle::add(a, b) }; // 此种方式后面不能在访问a、b
  let c = unsafe { c_handle::add(&a, &b) };
  println!("{:?} + {:?} = {:?}", a, b, c);  
  let mut d = c_handle::Complex { real: 2.0, imag: 2.0 };
  unsafe {
    c_handle::add_self(&mut d, &b);
  }
  println!("{:?}", d);

导出C兼容接口

生成C兼容的接口库，用于其他语言调用；先生成库工程：cargo new r_export --lib

1、toml配置

修改cargo.toml增加库说明

rust 复制代码

[package]
build = "build.rs"

[lib]
crate-type = ["cdylib"]

[dependencies]

[build-dependencies]
cbindgen = "0.29.0"

2、对外接口

通过pub与extern声明对外兼容接口：

rust 复制代码

#[repr(C)]
pub struct Point {
    pub x: i32,
    pub y: i32,
}
#[unsafe(no_mangle)]
pub extern "C" fn create_point(x: i32, y: i32) -> Point {
    Point { x, y }
}
#[unsafe(no_mangle)]
pub unsafe extern "C" fn free_point(point: *mut Point) {
    unsafe {
        drop(Box::from_raw(point));
    }
}
#[unsafe(no_mangle)]
pub extern "C" fn hello_world()
{
    println!("hello world");
}

3、编写build.rs

在build脚本中设定导出（如头文件等）

rust 复制代码

// build.rs
use std::env;

fn main() {
    let crate_dir = env::var("CARGO_MANIFEST_DIR").unwrap();

    cbindgen::Builder::new()
        .with_crate(crate_dir)
        .generate()
        .expect("Unable to generate bindings")
        .write_to_file("r_export.h");
}

编译成功后，会自动生成C头文件r_export.h，以及dll库。