如何解决结构方法作为 FFI 回调
我正在为现有主机应用程序开发插件。该应用程序提供了一个本机 C SDK,我使用 bindgen
生成的 FFI 绑定从 Rust 连接到该 SDK。 SDK 严重依赖回调函数来通知我的插件状态变化和用户交互。
我在 Rust 方面的插件基本上是一个 struct
保存相关数据。所有功能都内置在此结构的方法中。
我的挑战是 SDK 需要的那些函数回调。
我可以轻松创建静态函数并将它们交给宿主应用程序:
// function to set callback function in FFI lib
fn set_callback(callback_fn: fn(usize)) {
let ptr = callback_fn as *const ();
unsafe {
// transmute the fn ptr into a C-style fn
std::mem::transmute::<*const (),Option<unsafe extern "C" fn(usize)>>(ptr);
// this can now be handed over as the callback via FFI
// ...
}
}
// Rust function to be used as callback
fn my_callback(val: usize) {
println!("{}",val);
}
set_callback(my_callback);
那些函数无法访问我的结构,因此无法访问存储在那里的数据和功能。所以我需要使用我的结构体的方法。
如果我将这些静态函数转换为结构体的方法,我就不能再将它们用作回调:
struct dummy {}
impl dummy {
fn set_callback(&mut self,callback_fn: fn(usize)) {
let ptr = callback_fn as *const ();
unsafe {
// transmute the fn ptr into a C-style fn
std::mem::transmute::<*const (),Option<unsafe extern "C" fn(usize)>>(ptr);
// this can now be handed over as the callback via FFI
// ...
}
}
fn my_callback(&self,val: usize) {
// do something
}
fn init(&mut self) {
self.set_callback(self.my_callback);
}
}
let mut dummy_instance = dummy {};
dummy_instance.init();
error[E0615]: attempted to take value of method `my_callback` on type `&mut dummy`
--> src/main.rs:18:36
|
18 | self.set_callback(self.my_callback);
| ^^^^^^^^^^^ method,not a field
|
help: use parentheses to call the method
|
18 | self.set_callback(self.my_callback(_));
| ^^^
似乎我必须使用封装该函数调用的闭包。这给我带来了下一个障碍,因为我无法通过 FFI 轻松地将闭包移交给 C。我可以像这样包装它:
use std::ffi::c_void;
type Callback<T> = unsafe extern "C" fn(*mut c_void,x: T) -> T;
fn c_like_closure<F,T>(_: &mut F) -> Callback<T>
where
F: FnMut(T) -> T,{
unsafe extern "C" fn invoke<Q,S>(state: *mut c_void,x: S) -> S
where
Q: FnMut(S) -> S,{
let func = &mut *(state as *mut Q);
func(x)
}
invoke::<F,T>
}
struct Dummy {}
impl Dummy {
fn my_callback(&self,val: usize) -> usize {
val
}
}
fn main() {
let mut my_plugin = Dummy {};
let mut cb = |val: usize| my_plugin.my_callback(val);
let fn_ptr = c_like_closure(&mut cb);
let g = unsafe { fn_ptr(&mut cb as *mut _ as *mut c_void,123) };
}
需要注意的是,我必须以某种方式交出上下文。而且我必须使用的 SDK 没有提供任何函数参数来让我顶部来回传递上下文。
我发现了 libffi
板条箱,它似乎能够包装一个封闭件并通过 FFI 将其移交。上面的例子可以修改如下:
use libffi::high::arity1::Closure1;
...
fn main() {
let mut my_plugin = Dummy {};
let mut cb = |val: usize| my_plugin.my_callback(val);
let closure = Closure1::new(&cb);
let fn_ptr = closure.code_ptr();
unsafe {
fn_ptr(123);
}
}
不错!
直到我尝试在我的结构内部,在我的 init_plugin
方法中执行此操作。在那里我无法使用 self
:
struct Dummy {
closure: Option<Box<Fn(usize) -> usize>>,}
impl Dummy {
fn my_callback(&self,val: usize) -> usize {
println!("{}",val);
val
}
fn init_plugin(&mut self) {
self.closure = Some(Box::new(|val: usize| self.my_callback(val)));
}
}
error[E0759]: `self` has an anonymous lifetime `'_` but it needs to satisfy a `'static` lifetime requirement
--> src/main.rs:64:38
|
63 | fn init_plugin(&mut self) {
| --------- this data with an anonymous lifetime `'_`...
64 | self.closure = Some(Box::new(|val: usize| self.my_callback(val)));
| ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ...is captured here,requiring it to live as long as `'static`
看起来我被闭包困在了我的道路上......我看到的唯一其他选择是一些静态中间函数,它们从某处获取对我的插件结构的引用,然后像这样调用它的方法:
let my_plugin = Dummy{};
Dummy::my_callback(my_plugin,123);
但这需要 my_plugin
成为一个全局变量,这对我来说听起来不太令人信服......
很明显,我不是唯一一个试图通过 FFI 处理回调的人。我想知道如何在不放弃 Rust 的原则和优势的情况下解决这个问题。
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