从流中安全读取结构的辅助函数

Question

假设我们有一个单一地址空间的操作系统。为了保持稳定性，我们需要对用户应用程序强制进行内存保护，例如禁止使用“不安全”关键字，除非用户有特殊能力。

我们的用户需要有一种方法可以安全地从/向字节流（例如文件）读取/写入任意结构。当然，我们讨论的是不包含引用的结构（否则我们会失去内存安全性）。

现在我尝试实现这种通用阅读器功能：

#![feature(core)]

use std::io;
use std::mem;
use std::raw;

fn read<T>(reader: &mut io::Read, dest: &mut T) -> io::Result<usize> {
    let slice = raw::Slice{ data:dest, len:mem::size_of::<T>() };
    let buf: &mut [u8] = unsafe { mem::transmute(slice) };
    reader.read(buf)
}

上面的实现有一个严重的问题。它允许读取包含引用的结构。那么我该如何解决呢？

Answer 1

您可以使用所谓的“Marker Trait”：一个自定义的不安全 trait，所有类型的默认 impl 和所有引用的否定 trait impl。由于您禁止使用unsafe，因此用户无法自行实现该特征，因此任何具有引用的类型都无法实现该特征。

您可能还应该在否定 impl 中包含原始指针（*mut 和 *const）...否则用户可能会反序列化 Vec 或其他具有内部不安全性的“安全”类型。

#![feature(optin_builtin_traits)]

unsafe trait NoInnerRefs {}

impl<'a, T> !NoInnerRefs for &'a T {}
unsafe impl NoInnerRefs for .. {}

struct A(&'static str);

struct B(i32);

fn test<T: NoInnerRefs>(_: T) {
}

fn main() {
    test(B(5));
    test(A("hi"));
}

这将无法编译：

<anon>:17:5: 17:9 error: the trait `NoInnerRefs` is not implemented for the type `&'static str` [E0277]
<anon>:17     test(A("hi"));
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