C调用Rust函数完全指南（手把手教你实现Rust与C的跨语言互操作）

什么是Rust FFI？

Rust FFI（Foreign Function Interface）是Rust提供的一种机制，允许Rust代码与其他语言（如C、C++等）进行交互。通过FFI，我们可以让C程序调用Rust编写的函数，也可以让Rust调用C函数。本文聚焦于前者：C调用Rust函数。

第一步：创建Rust库项目

首先，我们需要创建一个Rust库（library），而不是可执行文件（binary）。因为C程序需要链接的是一个动态或静态库。

打开终端，运行以下命令：

cargo new --lib rust_from_c

这将创建一个名为 rust_from_c 的新库项目。

第二步：编写可被C调用的Rust函数

进入项目目录，编辑 src/lib.rs 文件。为了让C能调用Rust函数，我们需要满足以下条件：

• 使用 #[no_mangle] 属性防止函数名被Rust编译器混淆
• 使用 extern "C" 指定C调用约定
• 只使用C兼容的数据类型（如 i32, f64, *const c_char 等）

下面是一个简单的加法函数示例：

use std::os::raw::c_int;#[no_mangle]pub extern "C" fn add(a: c_int, b: c_int) -> c_int {    a + b}

注意：c_int 是Rust中与C的 int 类型对应的类型，定义在 std::os::raw 中。

第三步：配置Cargo.toml以生成动态库

为了让C程序能链接我们的Rust代码，需要将Rust编译为动态链接库（.so / .dll / .dylib）。编辑 Cargo.toml 文件，在末尾添加：

[lib]crate-type = ["cdylib"]

cdylib 表示生成一个C兼容的动态库，不包含Rust标准库的元数据，适合被其他语言调用。

第四步：编译Rust库

在项目根目录下运行：

cargo build --release

编译成功后，动态库文件将位于 target/release/ 目录下，例如：

• Linux: librust_from_c.so
• Windows: rust_from_c.dll
• macOS: librust_from_c.dylib

第五步：编写C程序调用Rust函数

创建一个 main.c 文件，内容如下：

#include <stdio.h>// 声明Rust函数extern int add(int a, int b);int main() {    int result = add(3, 5);    printf("3 + 5 = %d\n", result);    return 0;}

第六步：编译并运行C程序

根据你的操作系统，使用以下命令编译C程序并链接Rust动态库：

Linux/macOS:

gcc -o main main.c -L./target/release -lrust_from_cexport LD_LIBRARY_PATH=./target/release:$LD_LIBRARY_PATH  # Linux# 或 export DYLD_LIBRARY_PATH=./target/release:$DYLD_LIBRARY_PATH  # macOS./main

Windows (使用MinGW):

gcc -o main.exe main.c -Ltarget\release -lrust_from_ccopy target\release\rust_from_c.dll .main.exe

如果一切顺利，你将看到输出：

3 + 5 = 8

常见问题与注意事项

• 内存安全：Rust的借用检查器在FFI边界失效，务必小心处理指针和生命周期。
• 字符串传递：C字符串是 char*，Rust中应使用 *const c_char 接收，并用 CString/CStr 转换。
• 错误处理：不要在FFI函数中 panic！应使用返回码或 Result 转换为C风格错误。
• 线程安全：确保Rust函数是线程安全的，尤其是在多线程C环境中调用。

结语

通过本教程，你已经掌握了Rust语言中如何编写可被C调用的函数，并成功实现了C调用Rust函数的完整流程。这项技能在系统编程、嵌入式开发和性能关键型应用中非常实用。希望你能将所学应用到实际项目中，体验Rust FFI带来的强大能力！

如果你对跨语言编程感兴趣，不妨尝试反过来：让Rust调用C函数，或者探索更复杂的类型转换和错误处理机制。