如何在Rust中安全地构造胖指针/指向LV2原子的DST？

Question

我正在研究用于Rust的LV2原子的集成，它们是基于切片的动态大小类型（DST）。通常，原子是由主机或其他插件创建的，我的代码只接收一个指向它们的精简指针。因此，我需要从一个瘦指针创建一个指向基于切片的DST的胖指针。这就是我的代码粗略的样子：

#[repr(C)]
struct Atom {
    /// The len of the `data` field.
    len: u32,
    /// The data. 
    data: [u8],
}

/// This is the host. It creates the atom in a generally unknown way and calls
/// the plugin's run function. This isn't really part of my code, but it is
/// needed to understand it.
fn host() {
    // The raw representation of the atom
    let raw_representation: [u8; 8] = [
        // len: Raw representation of a `u32`. We have four data bytes.
        4, 0, 0, 0,
        // The actual data:
        1, 2, 3, 4
    ];

    let ptr: *const u8 = raw_representation.as_ptr();

    plugin_run(ptr);
}

/// This function represents the plugin's run function:
/// It only knows the pointer to the atom, nothing more.
fn plugin_run(ptr: *const u8) {
    // The length of the data.
    let len: u32 = *unsafe { (ptr as *const u32).as_ref() }.unwrap();

    // The "true" representation of the fat pointer.
    let fat_pointer: (*const u8, usize) = (ptr, len as usize);

    // transmuting the tuple into the actuall raw pointer.
    let atom: *const Atom = unsafe { std::mem::transmute(fat_pointer) };

    println!("{:?}", &atom.data);
}

有趣的一行是plugin_run中的倒数第二行：这里，通过转换包含细指针和长度的元组来创建一个胖指针。这种方法有效，但它使用了非常不安全的transmute方法。根据文档，这种方法应该是绝对的最后手段，但据我所知，Rust的设计，我什么都不做，应该是不安全的。我只是创建一个指针！

我不想坚持这个解决方案。除了使用transmute之外，还有一种安全的方法来创建指向基于数组的结构的指针吗？

这方面唯一的问题是std::slice::from_raw_parts，但它也不安全，直接创建一个引用，而不是一个指针，并专门用于切片。我在标准库中找不到任何内容，我在crates.io上找不到任何内容，我甚至在git repo中找不到任何问题。我在搜索错误的关键字吗？ Rust真的很受欢迎吗？

如果不存在这样的情况，我会在Rust的Github回购中为此创建一个问题。

编辑：我不应该谈论LV2，它使讨论朝着完全不同的方向发展。一切正常，我已深入思考数据模型并对其进行测试;我唯一想要的是使用transmute创建胖指针的安全替代方法。 :(

Answer 1

我正在研究用于Rust的LV2原子的集成

有没有理由你没有使用existing crate that deals with this？

Rust的LV2原子，它们是基于切片的动态大小类型

根据the source code I could find的说法，它们不是。相反，它只使用结构组合：

typedef struct {
    uint32_t size;  /**< Size in bytes, not including type and size. */
    uint32_t type;  /**< Type of this atom (mapped URI). */
} LV2_Atom;

/** An atom:Int or atom:Bool.  May be cast to LV2_Atom. */
typedef struct {
    LV2_Atom atom;  /**< Atom header. */
    int32_t  body;  /**< Integer value. */
} LV2_Atom_Int;

official documentation似乎同意。这意味着，由于您只复制标题而不是正文，因此按值获取LV2_Atom可能无效。这通常被称为结构撕裂。

---

在Rust中，这可以实现为：

use libc::{int32_t, uint32_t};

#[repr(C)]
struct Atom {
    size: uint32_t,
    r#type: uint32_t,
}

#[repr(C)]
struct Int {
    atom: Atom,
    body: int32_t,
}

const INT_TYPE: uint32_t = 42; // Not real

extern "C" {
    fn get_some_atom() -> *const Atom;
}

fn get_int() -> Option<*const Int> {
    unsafe {
        let a = get_some_atom();
        if (*a).r#type == INT_TYPE {
            Some(a as *const Int)
        } else {
            None
        }
    }
}

fn use_int() {
    if let Some(i) = get_int() {
        let val = unsafe { (*i).body };
        println!("{}", val);
    }
}

如果你看一下lv2_raw crate的源代码，你会看到很多相同的东西。还有一个lv2 crate试图带来更高级别的界面。