[C, Swift] Swift и Си: туда и обратно

Ответить на тему

Автор

Сообщение

news_bot ^®

Стаж: 6 лет 3 месяца
Сообщений: 27286

news_bot ^® написал(а)
19-Июл-2020 21:30

Цитировать

Всем привет!
Однажды мне поручили задачу под iOS — VPN-client со специфической криптографией.
Криптография в нашей компании традиционно своя, есть готовая реализация на Си.
В этой статье я расскажу, как мне удалось подружить Си и Swift.
Для наглядности в качестве примера напишем простую функцию преобразования строки на Си и вызовем ее из Swift.
Основная сложность в таких задачах — это передача параметров и возвращаемые значения. О них и поговорим. Пусть у нас есть функция:

uint8_t* flipString(uint8_t* str, int strlen){
uint8_t* result = malloc(strlen);
int i;
int j=0;
for(i = strlen-1; i>=0; --i){
result[j] = str[i];
j++;
}
return result;
}

Функция принимает указатель на массив байт для реверса и длину строки. Возвращаем мы указатель на полученный массив байт. В уме держим malloc. Пробегаемся-записываем-возвращаем.
Создаем MyCFile.h с заголовком для нашей функции. Добавляем Bridging-Header.h, в котором подключен этот самый MyCFile.h.
Далее приведения типов. Начнем с простого — int у нас это Int32. Потом указатели. Указателей в swift несколько. Нас интересует UnsafeMutablePointer.

let str = "qwerty"
var array: [UInt8] = Array(str.utf8)
let stringPointer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: array.count)
stringPointer.initialize(from: &array, count: array.count)
guard let res = flipString(stringPointer, Int32(array.count)) else {return}

Создаем массив UInt8(так то это один байт) из данной строки. Создаем указатель на данные определенного размера. Указываем. Вызываем, смотрим что не nil.
И если с передаваемым указателем все вроде бы просто, то res у нас на текущий момент имеет тип UnsafeMutablePointer?. В пару кликов, минуя StackOverflow, находим свойство указателя pointee. При помощи этого свойства можно получить доступ к памяти по этому указателю. Пробуем развернуть слово «qwerty» используя это свойство, а там… Бадум-тс… «121». Ладно, барабанная дробь — лишняя, но результат не тот который хотелось бы получить.
Хотя, если подумать, все логично. В Swift наш res(который вернула си функция) это указатель на массив, состоящий из Int8. Указатель издревле указывает на первый элемент массива. Так-так-так. Лезем в таблицу ASKII. 121 это код буквы 'y'. Совпадение? Не думаю. Один символ считали.
Далее, по старой сишной традиции, можно идти по массиву, смещая указатель, и получать следующие байты:

let p = res+1
print(p.pointee)

Так получаем 116, что есть код 't'.
Теоретически так можно идти и дальше, если знаешь размер выделенной памяти. А память эта выделяется внутри Си кода.
В нашем случаи проблем нет, а вот в чуть более серьезных программах придется повозиться. Чем я и занялся.
Решение пришло ко мне в виде старых добрых структур из Си.
План следующий: создаем структуру, копируем в нее перевернутую строку и размер в соответствующие поля, возвращаем указатель на это структуру.

struct FlipedStringStructure {
void *result;
int resultSize;
};

Функцию перепишем вот в такой вид:

struct FlipedStringStructure* flipStringToStruct(uint8_t* str, int strlen){
uint8_t* result = malloc(strlen);
int i;
int j=0;
for(i = strlen-1; i>=0; --i){
result[j] = str[i];
j++;
}
struct FlipedStringStructure* structure;
structure = malloc(sizeof(struct FlipedStringStructure));
structure->resultSize=j;
structure->result = malloc(j);
memcpy(structure->result,result,j);
free(result);
return structure;
}

Отмечаем, что память мы выделяем и под структуру и под строку.
Что ж — осталось переписать вызов. Следим за руками.

func flip(str:String)->String?{
var array: [UInt8] = Array(str.utf8)
let stringPointer = UnsafeMutablePointer<UInt8>.allocate(capacity: array.count)
stringPointer.initialize(from: &array, count: array.count)
let structPointer = flipStringToStruct(stringPointer, Int32(array.count))
guard structPointer != nil else{return nil}
let tmp = structPointer!.pointee
let res = Data(bytes: tmp.result, count: Int(tmp.resultSize))
let resStr = String(decoding: res, as: UTF8.self)
freeMemmory(tmp.result)
freeSMemmory(structPointer)
return resStr
}

Мы все так же используем свойство pointee, но теперь мы получаем первый элемент типа структуры, созданной нами в си коде. Прелесть идеи в том, что мы можем обратиться к типу данных, объявленному в си части кода без лишнего приведения типов. Первую часть уже разбирали. Дальше по шагам: Получаем указатель на заполненную в си структуру(structPointer).
Получаем доступ к памяти этой структуры. В структуре есть данные и размер данных.
Обращаться к ним можно как к полям структуры созданной в swift (через точку).
Собираем из этого массив байт (Data), который декодируем в String. Ну и не забываем прибраться за собой. Создаем 2 функции:

void freeMemmory(void* s){
free(s);
}
void freeSMemmory(struct FlipedStringStructure* s){
free(s);
}

Когда эти функции вызываются из Swift, параметрами мы в них передаем либо полученные указатели, либо указатели из структуры.

freeMemmory(tmp.result)
freeSMemmory(structPointer)

И вуаля — дело в шляпе!
Ничего нового в таком подходе, конечно же нет, однако он позволяет активно работать с кроссплатформенными функциями и довольно удобен.
Спасибо тем кто дочитал.
Ссылка на проект в git — тут
EOF
===========
Источник:
habr.com
===========
Похожие новости:

Теги для поиска: #_c, #_swift, #_swift, #_c, #_c, #_swift

Профиль ЛС

Ответить на тему

Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Вы не можете прикреплять файлы к сообщениям
Вы не можете скачивать файлы

Текущее время: 19-Май 11:01
Часовой пояс: UTC + 5