Foreign Function Interface

Введение

В этом лабе мы узнаем о Foreign Function Interface (FFI) Rust, который позволяет взаимодействовать с библиотеками на C, объявляя внешние функции в блоке extern и аннотируя их атрибутом #[link], содержащим имя внешней библиотеки. Пример кода демонстрирует использование FFI для вызова внешних функций из библиотеки libm, таких как вычисление квадратного корня из комплексного числа с одинарной точностью и вычисление косинуса комплексного числа. Обычно вокруг этих небезопасных вызовов внешних функций используются безопасные обертки. В лабе также представлена минимальная реализация комплексных чисел с одинарной точностью и показано, как вызывать безопасные API, обернутые вокруг небезопасных операций.

Примечание: Если в лабе не указано имя файла, вы можете использовать любое имя файла, которое хотите. Например, вы можете использовать main.rs, скомпилировать и запустить его с помощью rustc main.rs &&./main.

Foreign Function Interface

Rust предоставляет Foreign Function Interface (FFI) для библиотек на C. Внешние функции должны быть объявлены внутри блока extern, аннотированного атрибутом #[link], содержащим имя внешней библиотеки.

use std::fmt;

// этот extern-блок связывается с библиотекой libm
#[link(name = "m")]
extern {
    // это внешняя функция
    // которая вычисляет квадратный корень из комплексного числа с одинарной точностью
    fn csqrtf(z: Complex) -> Complex;

    fn ccosf(z: Complex) -> Complex;
}

// Поскольку вызов внешних функций считается небезопасным,
// обычно пишут безопасные обертки вокруг них.
fn cos(z: Complex) -> Complex {
    unsafe { ccosf(z) }
}

fn main() {
    // z = -1 + 0i
    let z = Complex { re: -1., im: 0. };

    // вызов внешней функции - это небезопасная операция
    let z_sqrt = unsafe { csqrtf(z) };

    println!("квадратный корень из {:?} равен {:?}", z, z_sqrt);

    // вызов безопасного API, обернутого вокруг небезопасной операции
    println!("cos({:?}) = {:?}", z, cos(z));
}

// Минимальная реализация комплексных чисел с одинарной точностью
#[repr(C)]
#[derive(Clone, Copy)]
struct Complex {
    re: f32,
    im: f32,
}

impl fmt::Debug for Complex {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        if self.im < 0. {
            write!(f, "{}-{}i", self.re, -self.im)
        } else {
            write!(f, "{}+{}i", self.re, self.im)
        }
    }
}

Резюме

Поздравляем! Вы завершили лабу по Foreign Function Interface. Вы можете практиковаться в более лабах в LabEx, чтобы улучшить свои навыки.