segmentation-fault - 在实现两个段错误的类型上从特征 A 转换为特征 B

Question

前几天有个OOP的题想用downcast解决。作为 self 挑战，我尝试使用 std::mem::transmute 解决问题。和不安全的 block ，这会产生段错误。

这是 full code in Rust Playground .

代码中有问题的部分是这样的:

unsafe {
    let storage =
        mem::transmute::<&mut Box<AnyStorable + 'static>, &mut Box<Insertable<C>>>(x);
    println!("{:#?}", x);
    storage.insert(component); // This segfaults
};

运行时产生段错误:

/root/entrypoint.sh: line 7: 5 Segmentation fault timeout --signal=KILL ${timeout} "$@"

但是，当我替换这一行时:

let storage =
    mem::transmute::<&mut Box<AnyStorable + 'static>, &mut Box<Insertable<C>>>(x);

与:

let storage =
    mem::transmute::<&mut Box<AnyStorable + 'static>, &mut Box<VecStorage<C>>>(x);

它有效。为什么第一行失败而第二行没有？

Answer 1

Box<SomeTrait>存储两个指针:一个指向对象，一个指向虚表。 Box<SomeType>仅存储一个指针:指向对象的指针。

您可以在示例中使用以下代码来查看尺寸:

println!("{}", mem::size_of::<Box<AnyStorable + 'static>>());
println!("{}", mem::size_of::<Box<Insertable<C>>>());
println!("{}", mem::size_of::<Box<VecStorage<C>>>());

调用 transmute改变 Box 的特征会破坏 vtable:不同 traits 的 vtable 不兼容。

调用 transmute从对 Box<SomeTrait> 的引用更改引用 Box<SomeType> (并且类型恰好是正确的类型)恰好有效，因为它只会使用指向对象的第一个指针而忘记特征。

胖指针(即带有 vtable 的数据指针)的内部表示在 TraitObject 中定义，只能在夜间构建中访问。虽然不太可能表示形式可能会改变，数据指针不再是第一个指针，这会破坏第二个 transmute .

TraitObject 的文档也值得一读。

(虽然 transmute 确保传递的类型的大小相等，但您传递的是对类型的引用——它总是恰好是一个指针大。它不检查这些引用指向的类型。)