Rust Lang Book Ch.19 Unsafe

Unsafe

Unsafe能够绕开rust强调的内存安全保证(memory safety guarantees)，Unsafe的五大功能是：

1. Dereference a raw pointer，获取一个裸指针对应的数据

2. 调用其他unsafe的代码

3. 获取或者修改可变的static变量

4. 实现unsafe的特性

5. 获取union的域

unsafe不能关闭borrow checker，只有这5个功能。

书中建议将unsafe代码用安全的API包裹起来。

 

Unsafe-Dereference a raw pointer

Rust中raw pointer有*const T和*mut T两种。

    let mut num = 5;

    let r1 = &num as *const i32;
    let r2 = &mut num as *mut i32;


    unsafe {
        println!("r1 is: {}", *r1);
        println!("r2 is: {}", *r2);
    }

　　

raw pointer与引用和smart pointer的不同之处在于：

1. 允许忽略borrowing rule，可以有多个同时写

2. 不保证指向有效的memory

3. 可能是null

4. 没有自动的内存释放和清理

    let address = 0x012345usize;
    let r = address as *const i32;

　　

这里使用as将引用映射为对应的raw pointer。

程序员可以在safe code中创建raw pointer，但是只被允许在unsafe code中dereference这些指针。

 

 Unsafe-Calling an unsafe Function or Method

use std::slice;

fn split_at_mut(slice: &mut [i32], mid: usize) -> (&mut [i32], &mut [i32]) {
    let len = slice.len();
    let ptr = slice.as_mut_ptr();

    assert!(mid <= len);

    unsafe {
        (
            slice::from_raw_parts_mut(ptr, mid),
//slice::from_raw_parts_mut获取一个raw pointer和一个length，然后创建对应的slice
            slice::from_raw_parts_mut(ptr.add(mid), len - mid),
        )
    }
}

 

 Unsafe-Call External Code

比如从c的FFI(Foreign Function Interface)中调用函数，当然，程序员要负责对应的c library正确。

extern "C" {
    fn abs(input: i32) -> i32;
}

fn main() {
    unsafe {
        println!("Absolute value of -3 according to C: {}", abs(-3));
    }
}

　　

或者

这里的#[no_mangle]是告诉Rust编译器不要对这个函数名做mangling操作，即给对应的用于编译的函数名

#[no_mangle]
pub extern "C" fn call_from_c() {
    println!("Just called a Rust function from C!");
}

　　

Unsafe-修改静态变量

static mut COUNTER: u32 = 0;

fn add_to_count(inc: u32) {
    unsafe {
        COUNTER += inc;
    }
}

fn main() {
    add_to_count(3);

    unsafe {
        println!("COUNTER: {}", COUNTER);
    }
}

　　

这里书中说明不变量和静态量的区别在于，静态量可能可以改变，此外，静态量的占空间大小是一定的，但是不变量可能会复制很多份。

 

Unsafe-实现Unsafe特性

unsafe trait Foo {
    // methods go here
}

unsafe impl Foo for i32 {
    // method implementations go here
}

fn main() {}