rust - 当切片不为空时，为什么 Box::from_raw 使用指向切片数据的指针？

Question

我写了一些 Rust 代码，为一些 C 代码提供了 FFI，我最近发现了一个错误。结果不安全很困难而且容易出错——谁知道呢!我想我已经修复了这个错误，但我很想更多地了解这个问题。
一个函数花了 Vec , 称为 into_boxed_slice在它上面并将指针(通过 as_mut_ptr )和长度返回给调用者。它叫 mem:forget在 Box在回来之前。
对应的“free”函数只接受指针并调用Box::from_raw用它。现在这是错误的，但是未定义行为的惊人之处在于它可以在大多数时间工作。而这做到了。除非来源Vec段错误时为空。另外值得注意的是，MIRI 正确识别了问题:“未定义行为:入站测试失败:0x4 不是有效指针”。
无论如何，修复方法也是采用自由函数中的长度，重建切片，然后 Box::from_raw那。例如。 Box::from_raw(slice::from_raw_parts_mut(p, len))我试图在这个操场上捕捉所有这些:https://play.rust-lang.org/?version=stable&mode=debug&edition=2018&gist=7fe80cb9f0c5c1eee4ac821e58787f17
这是供引用的游乐场代码:

use std::slice;

fn main() {
    // This one does not crash
    demo(vec![1]);
    
    // These do not crash
    hopefully_correct(vec![2]);
    hopefully_correct(vec![]);
    
    // This one seg faults
    demo(vec![]);
}

// MIRI complains about UB in this one (in Box::from_raw)
fn demo(v: Vec<i32>) {
    let mut s: Box<[i32]> = dbg!(v.into_boxed_slice());
    let p: *mut i32 = dbg!(s.as_mut_ptr());
    assert!(!p.is_null());
    std::mem::forget(s);
    // Pretend the pointer is returned to an FFI interface here
    
    // Imagine this is the free function counterpart to the imaginary FFI.
    unsafe { Box::from_raw(p) };
}

// MIRI does not complain about this one
fn hopefully_correct(v: Vec<i32>) {
    let mut s: Box<[i32]> = dbg!(v.into_boxed_slice());
    let p: *mut i32 = dbg!(s.as_mut_ptr());
    let len = s.len();
    assert!(!p.is_null());
    std::mem::forget(s);
    // Pretend the pointer is returned to an FFI interface here
    
    // Imagine this is the free function counterpart to the imaginary FFI.
    unsafe { Box::from_raw(slice::from_raw_parts_mut(p, len)) };
}

我已经浏览了 Box source 并进行了大量搜索，但我不清楚重建切片有何帮助。似乎指针是相同的，但在固定示例中的某处正确处理了一些空优化，可能作为 Unique 的一部分?
谁能解释一下这里发生了什么？
我发现这三个链接很有用，但不足以回答我的问题:

How to expose a Rust Vec<T> to FFI?

How to pass a boxed slice ( Box<[T]> ) to a C function?

Box<[T]>::into_raw is useless

Answer 1

那是因为当您解构空向量时，您会得到一个空指针和零长度。
当您调用 Box::from_raw (null) ，你打破了一个盒子不变量:" Box<T> values will always be fully aligned, non-null pointers" .然后当 Rust 放下盒子时，它会尝试释放空指针。
OTOH 打电话时slice::from_raw_parts , Rust 分配一个包含空指针和零长度的新胖指针，然后 Box::from_raw在 Box 中存储对此胖指针的引用.当丢弃盒子时，Rust 首先丢弃切片(它知道长度为零意味着不需要释放的空数据)，然后为胖指针释放内存。
另请注意，在非工作情况下，您将重建 Box<i32> ，而在工作案例中，您重建一个 Box<[i32]> , 如您尝试编译以下代码所示:

use std::slice;

fn demo(v: Vec<i32>) {
    let mut s: Box<[i32]> = dbg!(v.into_boxed_slice());
    let p: *mut i32 = dbg!(s.as_mut_ptr());
    assert!(!p.is_null());
    std::mem::forget(s);
    // Pretend the pointer is returned to an FFI interface here
    
    // Imagine this is the free function counterpart to the imaginary FFI.
    let _b: () = unsafe { Box::from_raw(p) };
}

// MIRI does not complain about this one
fn hopefully_correct(v: Vec<i32>) {
    let mut s: Box<[i32]> = dbg!(v.into_boxed_slice());
    let p: *mut i32 = dbg!(s.as_mut_ptr());
    let len = s.len();
    assert!(!p.is_null());
    std::mem::forget(s);
    // Pretend the pointer is returned to an FFI interface here
    
    // Imagine this is the free function counterpart to the imaginary FFI.
    let _b: () = unsafe { Box::from_raw(slice::from_raw_parts_mut(p, len)) };
}

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