Rust by Example

18.8 他言語関数インターフェイス

RustはCのライブラリを呼び出すために他言語関数インターフェイス(Foreign Function Interface, FFI)を持っています。他言語の関数を使用する際には、そのライブラリ名を#[link]アトリビュートに渡し、更にそれでアノテーションされたexternブロック内で宣言する必要があります。

// ffi.rs
use std::fmt;

// このexternブロックはlibmライブラリをリンクする。
#[link(name = "m")]
extern {
    // 他言語の関数宣言。
    // この関数は単精度浮動小数の複素数型の平方根を計算するためのもの
    fn csqrtf(z: Complex) -> Complex;
}

fn main() {
    // z = -1 + 0i
    let z = Complex { re: -1., im: 0. };

    // 安全でない方法で他言語関数を呼び出す。
    let z_sqrt = unsafe {
        csqrtf(z)
    };

    println!("the square root of {:?} is {:?}", z, z_sqrt);
}

// 単精度浮動小数の複素数型の最小限の実装
#[repr(C)]
#[derive(Clone, Copy)]
struct Complex {
    re: f32,
    im: f32,
}

impl fmt::Debug for Complex {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        if self.im < 0. {
            write!(f, "{}-{}i", self.re, -self.im)
        } else {
            write!(f, "{}+{}i", self.re, self.im)
        }
    }
}
$ rustc ffi.rs && ./ffi
the square root of -1+0i is 0+1i

他言語関数呼び出しは安全でない(unsafe)ので、安全にするためのラッパーを書くことが一般的です。

// safe.rs
use std::fmt;

#[link(name = "m")]
extern {
    fn ccosf(z: Complex) -> Complex;
}

// 型安全ににするためのラッパ
fn cos(z: Complex) -> Complex {
    unsafe { ccosf(z) }
}

fn main() {
    // z = 0 + 1i
    let z = Complex { re: 0., im: 1. };

    println!("cos({:?}) = {:?}", z, cos(z));
}

// 単精度浮動小数の複素数型の最小限の実装
#[repr(C)]
#[derive(Clone, Copy)]
struct Complex {
    re: f32,
    im: f32,
}

impl fmt::Debug for Complex {
    fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter) -> fmt::Result {
        if self.im < 0. {
            write!(f, "{}-{}i", self.re, -self.im)
        } else {
            write!(f, "{}+{}i", self.re, self.im)
        }
    }
}
$ rustc safe.rs && ./safe
cos(0+1i) = 1.5430806+0i