带有C结构指针/数组字段的Haskell Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr

Question

我使用Haskell和一个C库，它定义了许多struct类型，这些成员是指向doubles的指针，用于作为doubles的数组对待：

typedef struct Foo {
  int length;
  double* values;
} FooT;

在我对这个库的Haskell绑定中，我有一个等效的数据类型，在该类型中，我试图对数组使用Data.Vector.Storable.Vector Double：

data Foo = Foo {
  length :: Int,
  values :: Data.Vector.Storable.Vector Double
} deriving (Show, Eq)

当然，为了在C库和我的Haskell代码之间传递数据，我必须为这些类型编写Storable实例。我正在尝试一种使用Data.Vector.Storable.unsafeFromForeignPtr从C库在堆上分配和填充的double*数组创建Haskell Vector的方法。我希望通过这样做，我可以避免复制double*数组的内容，而只是将Vector作为数组的包装器。(附带的问题是:考虑到double*数组可以达到double的10,000次，是否值得进行这种非复制？)

这就是我到目前为止所拥有的。我使用hsc2hs宏来帮助生成Storable peek实现：

instance Storable Foo where
  alignment _ = alignment (undefined :: CDouble)
  sizeOf _ = #{size FooT}

  peek ptr = do
    len <- (#peek FooT, length) ptr
    valuesField <- ((#peek FooT, values) ptr) :: IO (ForeignPtr Double)
    let values' = DV.unsafeFromForeignPtr0 valuesField len

    return Foo { length = len, values = values' }

  poke ptr (Foo len values') = do
    (#poke FooT, length) ptr len
    DV.unsafeWith values' (\ptrValues -> (#poke FooT, values) ptr ptrValues)

因此，在我的peek中，我试图将values成员作为一个ForeignPtr Double来使用，然后我可以将它与unsafeFromForeignPtr一起使用。但是，#peek生成如下代码：

valuesField <- (((\ hsc_ptr -> peekByteOff hsc_ptr 16)) ptr) :: IO (ForeignPtr Double)

并且因为没有Storable实例ForeignPtr Double而陷入困境。我想，如果我试图为ForeignPtr Double实现一个实例，我就会把如何访问struct成员的地址值的问题转换为该实例的peek实现。

因此，总之，如何访问地址值(即指针) struct成员，以便我可以将其用作unsafeFromForeignPtr的参数。

Answer 1

我不知道如何使用hsc2hs，但是您已经有了一个指向peek中数据的指针，所以您只需使用它，当然要有适当的偏移量。免责声明:这是编译的，但未经测试。

import Data.Vector.Storable (Vector, unsafeFromForeignPtr)
import Foreign.Storable (Storable (..))
import Foreign.C.Types 
import Foreign.ForeignPtr (newForeignPtr_)
import Foreign.Ptr 

instance Storable Foo where
  peek ptr = do 
    len <- peek (castPtr ptr)
    valsPtr <- newForeignPtr_  (castPtr ptr `plusPtr` (sizeOf (undefined :: CInt)))
    return $ Foo len $ unsafeFromForeignPtr valsPtr 0 len  

Answer 2

根据user2407038的建议，newForeignPtr_的工作解决方案是：

instance Storable Foo where
  alignment _ = alignment (undefined :: CDouble)
  sizeOf _ = #{size FooT}

  peek ptr = do
    len'    <- fmap fromIntegral (((#peek FooT, len) d) :: IO CInt)

    valuesField <- ((#peek FooT, values) ptr) :: IO (Ptr Double)
    valuesPtr   <- newForeignPtr_ valuesField
    let values' = DV.unsafeFromForeignPtr0 valuesField len

    return Foo { length = len, values = values' }

我发现，仅仅是#peek在int字段中就会给我带来垃圾，而显式地声明它为CInt，然后使用fromIntegral将其转换为Int会给出正确的值。然后，我实际上有一个正确的长度用于unsafeFromForeignPtr。然后，我也对double*指针做了一件类似的事情:显式地声明它为Ptr Double。

在我的实际应用程序中，有些struct也有char*类型字段，类似于int字段，我发现它也只是作为垃圾出现在#peek之后。同样，显式声明它们的类型为CString也解决了这个问题。