Rust: 支持 C 互操作的位字段

创建于 2013-08-22 · 14评论 · 资料来源: rust-lang/rust

一些 C API 具有使用位域的结构，现在从 rust 中使用这些结构相当麻烦。也许我们应该对此提供某种支持，或者至少有一个处理它的宏。

这是专门针对伺服中使用的 Azure 提出的。

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metajack

最有用的评论

我在阅读 Rust 时偶然发现了这个问题。我对位域很好奇，因为我做了很多嵌入式 C/C++ 代码开发，我们使用位域来表达 UART 连接设备的状态。状态相当大，但多亏了位域，它还不错。由于低内存限制，将布尔值、某些小整数和枚举标记为单个到几位是非常干净的。我不确定 Rust 是否希望在具有 4KB - 16KB 内存范围的设备上运行，但如果它需要我使用宏来获取单位标志，我不会使用 Rust。位域允许非常高级的代码，其中宏使不可读的膨胀。在需要 ABI/特定对齐兼容性的地方，当然宏可能是唯一的选择。也许像 Servo 这样的项目或其他未来的 Rust Javascript 引擎可能会在内部使用位域来在特定情况下节省内存。

Rush 于 2014-02-21

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所有14条评论

似乎不可避免。我宁愿先尝试宏路由。

brson 于 2013-08-23

这对我来说似乎不是不可避免的......我觉得我们可以使用 uints 和显式掩码来解决问题。一些支持位集的宏当然可以。我怀疑位域的布局完全是在 clang 中完成的，而不是 LLVM，尽管我可能是错的，这会让我们很难支持。

nikomatsakis 于 2013-08-23

公平地说，即使在 C 语言中，我也从来不理解位域的吸引力。它似乎总是将布局和掩码的控制权交给编译器，但只有在非常关心细节时才使用它们——正是在我宁愿确切知道发生了什么的时候。

nikomatsakis 于 2013-08-23

Linux 内核（和许多库）通常避免使用位域，因为编译器的代码生成是不可靠的。对齐、顺序和布局由实现决定，因此我们必须支持不同的 ABI： http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Structures-unions-enumerations-and-bit_002dfields-implementation.html

thestinger 于 2013-08-23

是的，我可以避免这个。

graydon 于 2013-08-23

这是否意味着要在 Servo 中执行此操作，我们必须使用 C 垫片来获取/设置每个字段以避免这些问题？

metajack 于 2013-08-23

Rush 于 2014-02-21

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@RushPL ：Rust 宏不像 C 宏。它们不是文本替换，而是通过模式匹配（声明性宏）或 Rust 代码（过程宏）来操作标记树。在某些情况下，没有它们可以提供更好的语法，但是 Rust 已经大量使用宏来处理类型检查格式字符串（ std::fmt ）之类的东西。

thestinger 于 2014-02-21

好吧，它仍然需要提供特定的位数，对吧？（因此使代码容易出错）
let some_state = int_from_bits!(object.state, 3, 5) // 5 bit number from bit 3
对比
let some_state = object.some_state // compiler does all the magic as it should be

Rush 于 2014-02-21

好吧，您可以做的一件事是生成一个带有访问它的方法的struct 。损失是由于 Rust 缺乏编译时函数执行，无法在常量表达式中使用它。

thestinger 于 2014-02-21

如果不使用位域但生成代码是一个好的答案，你可以用 C 或 C++ 做同样的事情吗？可以跳过支持泛型，而是为不同类型生成所有代码。无论如何，从关心数据结构大小和嵌入式字段易用性的人的角度来看，这只是我的 2 美分。

Rush 于 2014-02-21

请参阅：RFC：位域和位匹配
https://github.com/rust-lang/rfcs/pull/29