19、Rust 中不安全代码与外部函数调用指南

Rust 中不安全代码与外部函数调用指南

在 Rust 编程中，安全是其内存管理的重要特性，它让编译器能为开发者自动分配和释放内存。但 Rust 也有其“黑暗面”——不安全代码（unsafe）。使用不安全代码，开发者可自行处理内存管理，这使 Rust 能与其他原生代码、编程语言、Linux 内核甚至硬件进行交互。不过，这种强大能力也伴随着缺乏安全保障的问题，因此编写健壮安全的软件时，需谨慎使用不安全代码。

1. 使用不安全代码

Rust 的 unsafe 关键字告知编译器，后续代码（如作用域或函数）将不遵循常规的借用和所有权规则，即允许出现未定义行为。在这些代码段中，可操作指针、读取操作系统允许的任意内存，但也可能导致内存泄漏、缓冲区溢出和指针运算等问题。

使用不安全代码的原因在于，编译器无法对其他共享二进制文件进行借用检查，同时在处理硬件时，也无法检查内存安全性。例如，某些传感器要求向一个内存地址写入数据（从编译器角度看是内存泄漏），然后从另一个内存地址读取数据（技术上属于缓冲区溢出），因为设备寄存器是内存映射的，看起来就像普通的 RAM。

以下是 Rust 中的不安全能力：
- 调用不安全函数
- 实现不安全特性
- 解引用原始指针
- 写入内存位置
- 从内存位置读取（如联合的字段）

其语法如下：

unsafe fn do_crazy_stuff() {
    // 仅允许不安全代码
}
fn main() {
    unsafe {
        do_crazy_stu