不使用std将*mut u8转换为&[u8]的方法

Question

我正在编写用于处理来自JavaScript环境中字符串的WebAssembly Rust代码。

由于WebAssembly没有真正的字符串类型，因此我试图传递指向UTF-8编码字符串的WebAssembly内存对象的指针。

#[no_mangle]
pub extern "C" fn check(ptr: *mut u8, length: u32) -> u32 {
    unsafe {
        let buf: &[u8] = std::slice::from_raw_parts(ptr, length as usize);
        // do some operations on buf
        0
    }
}

它很好用，只是我不得不依赖于std库，这使最终的二进制文件膨胀到约600KB。

有没有办法摆脱std::slice::from_raw_parts，但仍能将原始指针转换为切片？

- liuyanghejerry

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“which bloats the final binary” — 这听起来像是工具链的问题。你是否在运行 wasm-gc？ - Shepmaster

@Shepmaster wasm-gc非常有用。它可以将二进制文件缩小到约248KB。但是如果没有std crate，二进制文件的大小可以缩小到18KB，其中包含约17KB的数据和仅约1KB的代码。 - liuyanghejerry

问题在于，您从libcore和libstd使用的代码量是完全相同的。 std::slice::from_raw_parts_mut就是core::slice::from_raw_parts_mut。从一个库切换到另一个库不应该改变任何东西。这似乎确实像某些未使用的代码或数据没有被正确删除的情况。 - Shepmaster

事实上，为了摆脱 std，我还添加了 "#！[no_std]" 及其对应项。这些代码对最终的二进制文件产生了很大的影响。 - liuyanghejerry

@Shepmaster 我明白你的意思。但我不知道为什么会发生这种情况。我为这个问题制作了一个最简单的示例，以防您想要重现它：https://github.com/liuyanghejerry/rust-wasm-size-bug - liuyanghejerry

Answer 1

在Rust中，您无法将裸指针强制转换为切片，因为切片不仅仅是指针，它还包括大小（否则它就不能保证安全）。

如果您不想使用std，可以使用core crate。

extern crate core;

#[no_mangle]
pub extern "C" fn check(ptr: *mut u8, length: u32) -> u32 {
    unsafe {
        let buf: &mut [u8] = core::slice::from_raw_parts_mut(ptr, length as usize);
    }
    // do some operations on buf
    0
}

core crate是std crate的一部分，适用于嵌入式系统，即没有需要分配的所有内容。

- Boiethios

Answer 2

可以手动构建类似于切片的东西，它是一个由细指针和长度组成的fat pointer。然后将一个指向此结构的指针强制转换为指向切片的指针。

这种方法不仅不安全，而且依赖 Rust 的内部实现（切片的内存布局），这不能保证在编译器版本或甚至系统之间稳定。如果您想确保代码将来能正确运行，@Boiethios 的答案是可行的。然而，出于教育目的，下面的代码可能仍然很有趣：

unsafe fn make_slice<'a>(ptr: *const u8, len: usize) -> &'a [u8] {
    // place pointer address and length in contiguous memory
    let x: [usize; 2] = [ptr as usize, len];

    // cast pointer to array as pointer to slice
    let slice_ptr = &x as * const _ as *const &[u8];

    // dereference pointer to slice, so we get a slice
    *slice_ptr
}

fn main() {
    let src: Vec<u8> = vec![1, 2, 3, 4, 5, 6];
    let raw_ptr = &src[1] as *const u8;

    unsafe {
        println!("{:?}", make_slice(raw_ptr, 3));  // [2, 3, 4]
    }
}

（在Rust稳定版1.26.2上测试， playground）

- MB-F

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这非常有趣。我能否追踪到此方法的任何文档或来源？ - liuyanghejerry

@liuyanghejerry 切片的内存布局在这本书（图4-6）中有简要描述。了解这一点后，剩下的就是指针操作，重新解释内存中的内容含义。 - MB-F