[Rust] 안전하지 않은 러스트

개요

• 메모리 안전성 보장을 강제하지 않는 숨겨진 내부의 두번째 언어
• 빌림 검사기 혹은 다른 어떤 러스트의 안전성 검사 기능을 끄는 것은 아님
• 코드가 필연적으로 위험하다던가 절대적으로 메모리 안전성 문제를 가지고 있음을 의미하는 것이 아님
• 코드가 올바른 방법으로 메모리에 접근할 것임을 확실히 해두는 것
• 존재 이유
  • 정적 분석이 선천적으로 보수적이기 때문
  • 하드웨어가 선천적으로 안전하지 않기 때문
    • 저수준의 시스템 프로그래밍 작업은 이 언어의 목표 중 하나
• 단점
  • 개발자가 위험성을 고스란히 받아들여야 함
• unsafe 키워드
  • 안전하지 않은 러스트로 전환해주는 키워드
  • unsafe 뒤에 안전하지 않은 코드를 감싸주는 새 블록을 생성
  • 메모리 안전성과 관련된 어떠한 에러라도 unsafe 블록 내에 있을 것임
  • unsafe 블록을 최대한 작게 유지
• 외국 함수 인터페이스(Foreign Function Interface, FFI)
  • 다른 언어로 작성된 함수를 호출
  • extern 키워드를 이용
  • 다른 언어에서 러스트 함수 호출
    • extern 키워드를 이용
    • #[no_mangle] 어노테이션을 추가 필요
      • 맹글링(mangling)
        • 컴파일 과정에서 함수의 이름을 변경

안전하지 않은 슈퍼파워(unsafe superpowers)

• 안전하지 않은 러스트 내에서 할 수 있는 4개의 행동
  • 로우 포인터(raw pointer)를 역참조
    • 불변
      • *const T
    • 가변
      • *mut T
    • 성질
      • 빌림 규칙 무시가 허용되어 불변 및 가변 포인터 양쪽 모두를 갖거나 같은 위치에 여러 개의 가변 포인터를 갖을 수 있음
      • 유효한 메모리를 가리키고 있음을 보장하지 않음
      • 널이 될 수 있음
      • 자동 메모리 정리가 구현되어 있지 않음
  • 안전하지 않은 함수 혹은 메소드 호출
    • unsafe 블록 내에서 호출해야함
    • 문서를 읽었고 적절한 사용법을 이해했음을 러스트에게 단언
  • 가변 정적 변수(mutable static variable)의 접근 혹은 수정
  • 안전하지 않은 트레잇 구현

예제 - 로우 포인터(raw pointer)를 역참조

• 코드

  •  fn main() {
         let mut i = 1;
            
         let i1 = &i as *const i32;
         let i2 = &mut i as *mut i32;
            
         unsafe {
             println!("1 : {}, {}", *i1, *i2);
            
             *i2 = 2;
            
             println!("2 : {}, {}", *i1, *i2);
         }
     }
    

• 실행 결과

  •  1 : 1, 1
     2 : 2, 2
    

예제 - 안전하지 않은 함수 혹은 메소드 호출

• 코드

  •  unsafe fn func() {
         let i = 1;
            
         let i1 = &i as *const i32;
            
         println!("{}", *i1);
     }
            
     fn main() {
         unsafe {
             func();
         }
     }
    

• 실행 결과

  •  1
    

예제 - 외국 함수 인터페이스(Foreign Function Interface, FFI)

• 코드

  •  extern "C" {
         fn abs(x: i32) -> i32;
     }
            
     fn main() {
         unsafe {
             println!("{}, {}", abs(-1), abs(1));
         }
     }
    

• 실행 결과

  •  1, 1
    

예제 - 가변 정적 변수(mutable static variable)의 접근 혹은 수정

• 코드

  •  static TEST_1: i32 = 1;
     static mut TEST_2: &str = "a";
            
     fn main() {
         println!("1 : {}", TEST_1);
            
         unsafe {
             println!("2 : {}", TEST_2);
         }
            
         unsafe {
             TEST_2 = "b";
         }
            
         unsafe {
             println!("3 : {}", TEST_2);
         }
     }
    

• 실행 결과

  •  1 : 1
     2 : a
     3 : b
    

예제 - 안전하지 않은 트레잇 구현

• 코드

  •  unsafe trait Test {}
            
     unsafe impl Test for i32 {}
            
     fn main() {}