如何在 Rust 中正确包装 C 函数指针？ [复制]

我有一个 C 结构体Foo带有函数指针。在我的 Rust 绑定中，我希望允许用户设置此函数指针，但我希望避免用户必须处理 FFI 类型。

foo.h

struct Foo {
  void*   internal;
  uint8_t a;
  void (*cb_mutate_a)(void*);
};

struct Foo* foo_new();
void        foo_free(struct Foo* foo);
void        foo_call(struct Foo* foo);

foo.c

struct Foo* foo_new() {
  return calloc(1, sizeof(struct Foo));
}

void foo_free(struct Foo* foo) {
  free(foo);
}

void foo_call(struct Foo* foo) {
  return foo->cb_mutate_a(foo->internal);
}

我当前的解决方案是创建一个 Rust 结构Bar它有一个指向bindgen生成的C结构体的指针foo_sys::Foo，其中我有一个特征对象（rust_cb）这是我想在 Rust API 中公开的实际回调。我设置的是Ccb指向一个wrapped_cb并设置internal指向的指针Bar，这样我就可以打电话rust_cb从内部wrapped_cb.

该代码可以工作，但会抱怨访问未初始化的内存。当我用 Valgrind 运行它时，我看到invalid reads在我访问的地方(*bar).rust_cb inside wrapped_cb。我不确定我做错了什么。

extern crate libc;

use std::ffi;

#[repr(C)]
#[derive(Debug, Copy)]
pub struct Foo {
    pub internal: *mut libc::c_void,
    pub a: u8,
    pub cb_mutate_a: ::core::option::Option<unsafe extern "C" fn(arg1: *mut libc::c_void)>,
}

impl Clone for Foo {
    fn clone(&self) -> Self {
        *self
    }
}

extern "C" {
    pub fn foo_new() -> *mut Foo;
}
extern "C" {
    pub fn foo_free(foo: *mut Foo);
}
extern "C" {
    pub fn foo_call(foo: *mut Foo);
}

struct Bar {
    ptr: *mut Foo,
    rust_cb: Option<Box<dyn FnMut(&mut u8)>>,
}

impl Bar {
    fn new() -> Bar {
        unsafe {
            let mut bar = Bar {
                ptr: foo_new(),
                rust_cb: Some(Box::new(rust_cb)),
            };
            (*bar.ptr).cb_mutate_a = Some(cb);
            let bar_ptr: *mut ffi::c_void = &mut bar as *mut _ as *mut ffi::c_void;
            (*bar.ptr).internal = bar_ptr;
            bar
        }
    }
}

impl Drop for Bar {
    fn drop(&mut self) {
        unsafe {
            foo_free(self.ptr);
        }
    }
}

extern "C" fn cb(ptr: *mut libc::c_void) {
    let bar = ptr as *mut _ as *mut Bar;
    unsafe {
        match &mut (*bar).rust_cb {
            None => panic!("Missing callback!"),
            Some(cb) => (*cb)(&mut (*(*bar).ptr).a),
        }
    }
}

fn rust_cb(a: &mut u8) {
    *a += 2;
}

fn main() {
    unsafe {
        let bar = Bar::new();
        let _ = foo_call(bar.ptr);
    }
}

我查看了相关问题，这些问题似乎回答了我的问题，但解决了不同的问题：

• Rust FFI 将特征对象作为上下文传递以调用回调 https://stackoverflow.com/q/33929079/155423

这使用dlsym从 C 调用 Rust 回调。

• 如何将 Rust 闭包转换为 C 风格回调？ https://stackoverflow.com/q/32270030/155423
• 如何通过原始指针将闭包作为参数传递给 C 函数？ https://stackoverflow.com/q/38995701/155423

这些描述了将闭包作为 C 函数指针传递的解决方案。

我想要实现的是拥有一个 Rust 结构（Bar) 有一个成员变量ptr指向一个 C 结构体（Foo），它本身有一个void *internal指向 Rust 结构体Bar.

这个想法是在 Rust 结构中拥有一个特征对象和包装函数BarC 结构体中的每个函数指针Foo。当一个Bar创建对象后，我们执行以下操作：

• 创建CFoo并保留一个指向它的指针Bar.
• Point Foo->callback包装 Rust 函数。
• Point Foo->internal to Bar.

由于包装函数传递了internal指针，我们可以得到一个指向Bar并调用相应的闭包（来自特征 obj）。

我能指出Cvoid*到我的 Rust 结构，我还可以从 Rust 回调（或闭包）获取指向它的指针，这就是相关问题所解决的问题。问题我am面临的问题可能与生命周期有关，因为其中一个值的生命周期不够长，无法在回调中使用。

这是一个错误（由@Shepmaster识别）Bar::new()函数，由于我对 Rust 移动语义的根本误解而引起。通过具有固定Bar::new()返回一个Box<Bar> -

impl Bar {
    fn new() -> Box<Bar> {
        unsafe {
            let mut bar = Box::new(Bar { ptr: foo_sys::foo_new(), rust_cb: Some(Box::new(rust_cb)) });
            (*bar.ptr).cb_mutate_a = Some(cb);
            let bar_ptr: *mut ffi::c_void = &mut *bar as *mut _ as *mut ffi::c_void;
            (*bar.ptr).internal = bar_ptr;
            bar
        }
    }
}