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rust - 从 C 数组指针在 Rust 中创建 Vec 并安全地释放它？

问题描述

我正在从 Rust 调用一个 C 函数，它接受一个空指针作为参数，然后分配一些内存来指向它。

有效（即避免不必要的副本）和安全（即避免内存泄漏或段错误）将数据从 C 指针转换为的正确方法是Vec什么？

我有类似的东西：

extern "C" {
    // C function that allocates an array of floats
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
}

fn get_vec() -> Vec<f32> {
    // C will set this to length of array it allocates
    let mut data_len: i32 = 0;

    // C will point this at the array it allocates
    let mut data_ptr: *const f32 = std::ptr::null_mut();

    unsafe { allocate_data(&mut data_ptr, &mut data_len) };

    let data_slice = unsafe { slice::from_raw_parts(data_ptr as *const f32, data_len as usize) };
    data_slice.to_vec()
}

如果我理解正确，.to_vec()会将数据从切片复制到一个新的Vec，因此仍然需要释放底层内存（因为切片的底层内存在被删除时不会被释放）。

处理上述问题的正确方法是什么？

标签： rustffi

解决方案

我可以创建一个Vec拥有底层内存的所有权，当它被释放时Vec被释放？

不安全，不。除非指针最初来自（嗯，来自同一个内存分配器），否则您不得使用。否则，您将尝试释放分配器不知道的内存；一个非常糟糕的主意。Vec::from_raw_partsVec

请注意，同样的事情也适用于String::from_raw_parts，因为 aString是 a 的包装器Vec<u8>。

我应该在 Rust 的何处/如何释放 C 函数分配的内存？

一旦你完成了它，并且不会很快。

上面还有什么可以/应该改进的吗？

  • 调用时无需投射指针slice::from_raw_parts
  • 变量不需要显式类型
  • 使用ptr::null，而不是ptr::null_mut
  • 执行 NULL 指针检查
  • 检查长度是否为非负数
use std::{ptr, slice};

extern "C" {
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
    fn deallocate_data(data_ptr: *const f32);
}

fn get_vec() -> Vec<f32> {
    let mut data_ptr = ptr::null();
    let mut data_len = 0;

    unsafe {
        allocate_data(&mut data_ptr, &mut data_len);
        assert!(!data_ptr.is_null());
        assert!(data_len >= 0);

        let v = slice::from_raw_parts(data_ptr, data_len as usize).to_vec();
        deallocate_data(data_ptr);

        v
    }
}

fn main() {}

您没有说明为什么需要将其设为 a Vec，但如果您从不需要更改大小，则可以创建自己的类型，该类型可以作为切片取消引用并在适当时删除数据：

use std::{ptr, slice};

extern "C" {
    fn allocate_data(data_ptr: *mut *const f32, data_len: *mut i32);
    fn deallocate_data(data_ptr: *const f32);
}

struct CVec {
    ptr: *const f32,
    len: usize,
}

impl std::ops::Deref for CVec {
    type Target = [f32];

    fn deref(&self) -> &[f32] {
        unsafe { slice::from_raw_parts(self.ptr, self.len) }
    }
}

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

fn get_vec() -> CVec {
    let mut ptr = ptr::null();
    let mut len = 0;

    unsafe {
        allocate_data(&mut ptr, &mut len);
        assert!(!ptr.is_null());
        assert!(len >= 0);

        CVec {
            ptr,
            len: len as usize,
        }
    }
}

fn main() {}

也可以看看：

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