Вопрос управления памятью при работе с внешними функциями (FFI) между языками программирования является сложной задачей, особенно когда речь идет о взаимодействии между Delphi и Rust. В данной статье мы рассмотрим типичные проблемы, возникающие при передаче управляемой памяти через границу FFI, и предложим пути их решения.
Описание проблемы
Пользователь столкнулся с проблемой при попытке использовать Rust как динамически связанную библиотеку в сервисах Delphi. Задача заключалась в автоматизированном заполнении PDF-форм, что требовало передачи указателей на кучу между языками: от Delphi к Rust (управление памятью в Delphi) и от Rust к Delphi (управление памятью в Rust).
Пример кода
В качестве примера был создан тестовый проект, в котором сервис на Delphi вызывает функцию в Rust, передавая массив байтов. Rust изменяет содержимое массива и помещает его в Vec<u8>. Далее, Vec<u8> преобразуется в структуру Buffer, которая возвращается в Delphi. Структура Buffer определена в обоих языках.
Проблема возникает, когда Delphi вызывает функцию Rust для освобождения памяти, выделенной в Rust. Дебаггер Delphi прерывает выполнение программы на некотором коде ассемблера и прерывает нормальный поток программы.
Rust Implementation
#[repr(C)]
pub struct Buffer {
ptr: *const u8,
len: usize
}
impl From<Vec<u8>> for Buffer {
fn from(buffer: Vec<u8>) -> Self {
let boxed_buffer = buffer.into_boxed_slice();
let len = boxed_buffer.len();
let ptr = Box::into_raw(boxed_buffer);
Self {
ptr,
len
}
}
}
impl Buffer {
pub unsafe fn manual_drop(ptr: *const u8) {
let boxed_buffer = Box::from_raw(ptr as *mut u8);
drop(boxed_buffer)
}
}
#[no_mangle]
pub extern "C" fn drop_buffer(buffer: *const u8) {
unsafe { Buffer::manual_drop(buffer); }
}
Подход к решению
Передача управления освобождением памяти, выделенной в Rust, функции Rust, кажется правильной идеей. Однако, возникает вопрос о причинах возникшей проблемы.
Подтвержденный ответ
Вопрос не содержит достаточной информации для однозначного ответа, но можно выделить несколько проблем, которые бросаются в глаза:
Тип *const [u8] является широким указателем (также известным как жирный указатель), который фактически содержит обычный указатель на данные как *const u8 и длину среза как usize. Этот тип небезопасен для передачи через границу FFI, поскольку его представление не гарантирует стабильности. В соответствии с Rustonomicon:
DST указатели (широкие указатели) и кортежи не являются концепцией в C, и поэтому никогда не являются безопасными для FFI.
Вам необходимо использовать *const u8 вместо. Вы должны хранить длину отдельно. Вы уже имеете длину в Buffer, но вам нужно будет добавить ее в drop_buffer (или просто передать значение Buffer).
Используйте std::slice::from_raw_parts или std::slice::from_raw_parts_mut, чтобы восстановить срез из обычного указателя и длины. Эти две функции возвращают ссылку, а не указатель, поэтому вам нужно будет привести ссылку в указатель перед вызовом Box::from_raw.
drop_buffer должен быть объявлен как unsafe fn, так как он не может гарантировать безопасность памяти, поскольку получает произвольный указатель.
Дебаггер, похоже, столкнулся с инструкцией int 3, которая вызывает прерывание, интерпретируемое как точка останова. Исходя из адреса этой инструкции, кажется, что она находится в системной DLL Windows, такой как ntdll.dll или kernel32.dll. Из опыта известно, что ntdll.dll (и возможно другие) имеют инструкции int 3, которые активируются только в случае, если к процессу подключен дебаггер, и служат указанием на серьезную проблему.
Предполагаемая причина сбоя заключается в том, что код Delphi передает в drop_buffer только обычный указатель, в то время как Rust ожидает широкий указатель, поэтому компонент длины не инициализирован правильно. Освобождение памяти в Rust требует информации о компоновке (размер и выравнивание) значения, которое необходимо освободить, в отличие от C, где free требует только указателя на значение.
Альтернативный подход
Пользователь также упомянул, что после корректировки кода и использования Vec::leak() и вызова std::alloc::dealloc() напрямую в Rust для освобождения указателя, все заработало корректно.
Заключение
Интеграция Rust в Delphi для использования в качестве динамической библиотеки требует тщательного внимания к деталям, особенно при работе с памятью через FFI. Правильное управление памятью и понимание различий между языками критически важно для успешной реализации таких проектов.
Вопрос связан с проблемами интеграции Rust в Delphi через FFI, включая передачу управляемой памяти между языками и управление её освобождением.
Комментарии и вопросы
Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS
Telegram-канал