34.1 什么是 FFI

所谓的 FFI 指的是：

---

A foreign function interface（FFI）is a mechanism by which a program written in one programming language can call routines or make use of services written in another.

—— Wikipedia

---

Rust 不支持源码级别与其他语言的交互，因为这么做代价很大、限制太多，所以需要用库的方式来互相调用。这就要求我们有能力用 Rust 生成与 C 的 ABI 兼容的库。通过rustc -h命令我们可以看到，Rust 编译器支持生成这样一些种类的库：

---

--crate-type [bin|lib|rlib|dylib|cdylib|staticlib|proc-macro]
            Comma separated list of types of crates for the
            compiler to emit

---

其中，cdylib 和 staticlib 就是与 C 的 ABI 兼容的。分别代表动态链接库和静态链接库。在编译的时候，我们需要指定这样的选项才能生成合适的目标文件。指定目标文件类型有两种方式：

• 在编译命令行中指定，如rustc --crate-type=staticlib test.rs；

• 在源代码入口中指定，如#![crate_type = "staticlib"]。

另外，我们还需要注意，C 的 ABI 以及运行时库也不是完全统一的。此事是由 rustup 工具管理的。执行rustup show可以看到当前使用的工具链是什么，比如笔者当前的工具链是：

---

Default host: x86_64-unknown-linux-gnu

---

这意味着用这套工具链生成的 C 库是和 gcc 工具链的 ABI 兼容的。如果读者需要生成与 MSVC 的 ABI 兼容的库，那么需要使用：

---

rustup target add x86_64-pc-windows-msvc

---

我们还可以用 rustup 来下载 Android 系统的工具链，实现交叉编译，等等。关于工具链以及 C 运行时库的链接方式的问题，读者可以参考 rustup 的官方网站。

除了指定目标文件、工具链之外，更重要的是需要注意接口的设计。不是所有的 Rust 的语言特性都适合放到交互接口中的。比如，Rust 中有泛型，C 语言里面没有，所以泛型这种东西是不可能暴露出来给 C 语言使用的，这就不是 C 语言的 ABI 的一部分。只有符合 C 语言的调用方式的函数，才能作为 FFI 的接口。这样的函数有以下基本要求：

• 使用extern "C"修饰，在 Rust 中extern fn默认等同于extern "C" fn；

• 使用#[no_mangle]修饰函数，避免名字重整；

• 函数参数、返回值中使用的类型，必须在 Rust 和 C 里面具备同样的内存布局。

下面我们用示例来说明如何实现 FFI。