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ajz34's questions

Martin Hope
ajz34
Asked: 2025-03-06 19:33:51 +0800 CST
  • 5

这是不安全锈蚀中未初始化内存的潜在未定义行为的问题。

  • 首先，通过通常的安全方式分配向量（类型Vec<Vec<usize>>，或者必须是堆而不是堆栈上的某个向量；换句话说，Vec<usize>类型不会在这里引起恐慌）；
  • 第二，在新的范围内克隆向量；
  • 第三，通过不安全的未初始化方式（不使用MaybeUninit）分配一个新的向量；然后发生双重释放。

代码（playground）如下：

#[deny(clippy::uninit_vec)]
unsafe fn uninitialized_vec<T>(size: usize) -> Vec<T> {
    let mut v: Vec<T> = Vec::with_capacity(size);
    unsafe { v.set_len(size) };
    v
}

fn case_1() {
    println!("=== Case 1 ===");
    let vec_a: Vec<Vec<usize>> = vec![vec![0]; 4];
    let _ = vec_a.clone();
    let _: Vec<Vec<usize>> = unsafe { uninitialized_vec(4) };
}

fn case_2() {
    println!("=== Case 2 ===");
    let vec_a: Vec<Vec<usize>> = vec![vec![0]; 4];
    {
        let _ = vec_a.clone();
    }
    let _: Vec<Vec<usize>> = unsafe { uninitialized_vec(4) };
}

fn main() {
    case_1();
    case_2();
}
  • 调试模式：信号 6（SIGABRT）：中止程序，在 tcache 2 中检测到双重释放；case_2将卡在这里；
  • 释放模式：信号4（SIGILL）：非法指令；甚至case_1会卡在这里。

从我的常识来看，代码本身并没有打算对任何变量进行双重释放。我们只是声明了一个未初始化的变量，但没有使用该变量。如果这不是一个错误，那么编译器优化可能是唯一可以解释这个问题的原因。

我很好奇的是：这段代码是否真的会在不安全的 Rust 中触发未定义的行为，编译器优化是否会导致双重释放或其他问题。

  • 如果它实际上是一个 UB，我觉得这段代码确实会让 rust 新手感到困惑（这是我自己说的）。
  • 如果不是UB的话，是不是存在不安全锈蚀的bug？

此外，众所周知，通过MaybeUninit正确使用可以避免这样的双重释放运行时错误：

use std::mem::MaybeUninit;

unsafe fn uninitialized_vec<T>(size: usize) -> Vec<MaybeUninit<T>> {
    let mut v: Vec<MaybeUninit<T>> = Vec::with_capacity(size);
    unsafe { v.set_len(size) };
    v
}

fn main() {
    println!("=== This will not cause error ===");
    let vec_a: Vec<Vec<usize>> = vec![vec![0]; 12];
    {
        let _ = vec_a.clone();
    }
    let _: Vec<MaybeUninit<Vec<usize>>> = unsafe { uninitialized_vec(12) };
}

尽管如此，MaybeUninit在很多情况下还是不方便。主观上，我更喜欢使用Vec<T>而不是Vec<MaybeUninit<T>>，尤其是当我可以确保这个未初始化向量的值稍后会被正确填充时。

rust