被FFI做局了(1) —— #[repr(C)]
#

因为实际上对C/C++的了解可能还没对jvav的了解深，所以在相关基础知识上踩了不少坑，特别是这些坑不是不知道，单纯是没死磕过八股，不会看到对应的情况就条件反射开始吟诵，大多数是忘了有这么一出。

而且rust写多了，能编译通过就能跑的观念已经变成思想钢印了，写点别的难免有惯性。

FFI
#

根据需求，我们要把已有的Rust代码套一层皮，然后做成C++ SDK给上游使用。上游给出的接口有一个A和一个foo。

// api.h
extern "C" {
    struct A {
        uint32_t x;
        uint64_t y;
        uint32_t z;
    };

    int32_t foo(A& a);
}

我们实现一下Rust函数，调用一下我们的业务逻辑。

#[repr(C)]
#[derive(Debug, Serialize)]
struct A {
    x: u32,
    y: u64,
    z: u32,
}

pub unsafe extern "C" fn foo(a: &A) -> i32 {
    let bytes: Vec<u8> = serde_json::to_vec(a).unwrap();
    if rust_logic(bytes).is_err() {
        return -1;
    }
    0
}

不赖，编译完测一下跑通了，万事大吉。但是上游加字段了。

struct A {
    uint32_t x;
    uint32_t x2; // new
    uint64_t y;
    uint32_t z;
};

这扯不扯，但是你都叫我哥们了，那我就加上吧。 x2名字比较长，加后面比较好看，而且主打一个先来后到，反正没改api.h，又不是不能用。

#[repr(C)]
#[derive(Debug, Serialize)]
struct A {
    x: u32,
    y: u64,
    z: u32,
    x2: u32, // new
}

编译完，懒得跑了，反正业务逻辑没变。给上游，core~

这扯不扯，啥没改编译都过了咋就core了呢？

内存布局
#

Rust
#

熟悉rust的都比较清楚，一般的情况下，rust会自动对结构体的字段进行排序来进行对齐。所以没事干就按名字长度啥的排一排字段顺序。例如以下两种定义实际上是等效的内存布局

// size = 32 (0x20), align = 0x8
struct RA {
    x: u32,
    y: String,
    z: u32,
}

// 24 + 4 + 4
struct RB {
    y: String,
    x: u32,
    z: u32,
}

其中 String 的size是24B，在Rust中String实际上是封装了一层Vec<u8>，而Vec<T>简单来说包含了三部分

struct SimpleVec<T> {
    ptr: *const T,
    capacity: usize,
    length: usize,
}

指针的大小是usize，后两者的类型也是usize，在64位系统上长度都是8B。

自动优化后，两个u32被紧凑的排列在了一起，使得实际布局类似于（实际上并不一定是）struct B呈现的顺序。

更详细的信息可以阅读 https://rustcc.cn/article?id=98adb067-30c8-4ce9-a4df-bfa5b6122c2e

C
#

C语言的内存布局是比较简单的，结构体的字段按照定义的顺序排列，大小和对齐方式由字段类型决定。例如以下两种定义的内存布局并不等效:

// size = 24 (0x18), align = 0x8
// 4(+4) + 1(+7) + 4(+4)
typedef struct CA {
    uint32_t x;
    const char *y;
    uint32_t z;
} CA;

// size = 16 (0x10), align = 0x8
// 1(+7) + 4 + 4
typedef struct CB {
    const char *y;
    uint32_t x;
    uint32_t z;
} CB;

可以精确控制，大道至简。

#[repr(C)]
#

那我问你，你的struct A脑袋怎么有个尖尖的#[repr(C)]，怎么就给忘了呢？

既然按C的布局来，就得保证字段顺序也得一样。

#[repr(C)]
#[derive(Debug, Serialize)]
struct A {
    x: u32,
    x2: u32, // same place
    y: u64,
    z: u32,
}

The interaction of repr(C) with Rust’s more exotic data layout features must be kept in mind. Due to its dual purpose as “for FFI” and “for layout control”

欸我++怎么rust这么坏，专坑没写过C的门外汉。你这么大一个FFI章节和repr(C)也没写C不会自动排序对齐啊，偷偷说个for layout control糊弄大学生说是。

🤦‍ 被rust的FFI做局了。

被FFI做局了(1) —— #[repr(C)]#

FFI#

内存布局#

Rust#

C#

#[repr(C)]#

被FFI做局了(1) —— #[repr(C)]
#

FFI
#

内存布局
#

Rust
#

C
#

#[repr(C)]
#