Rust WebAssembly 自定义元素内存释放错误

Question

我的第一个 Rust 生成的 WASM 产生了以下错误，我不知道如何进行调试。

wasm-000650c2-23:340 Uncaught RuntimeError: memory access out of bounds
    at dlmalloc::dlmalloc::Dlmalloc::free::h36961b6fbcc40c05 (wasm-function[23]:670)
    at __rdl_dealloc (wasm-function[367]:8)
    at __rust_dealloc (wasm-function[360]:7)
    at alloc::alloc::dealloc::h90df92e1f727e726 (wasm-function[146]:100)
    at <alloc::alloc::Global as core::alloc::Alloc>::dealloc::h7f22ab187c7f5835 (wasm-function[194]:84)
    at <alloc::raw_vec::RawVec<T, A>>::dealloc_buffer::hdce29184552be976 (wasm-function[82]:231)
    at <alloc::raw_vec::RawVec<T, A> as core::ops::drop::Drop>::drop::h3910dccc175e44e6 (wasm-function[269]:38)
    at core::ptr::real_drop_in_place::hd26be2408c00ce9d (wasm-function[267]:38)
    at core::ptr::real_drop_in_place::h6acb013dbd13c114 (wasm-function[241]:50)
    at core::ptr::real_drop_in_place::hb270ba635548ab74 (wasm-function[69]:192)

上下文：最新的 Chrome，从 TypeScript 自定义元素调用的 Rust wasm-bindgen 代码，在影子 DOM 中的画布上操作。渲染到画布的数据来自 HTML5 AudioBuffer。所有 rust 变量都是局部作用域的。

如果文档中只出现一个实例，则 Web 组件可以完美运行，但如果我进一步实例，堆栈跟踪将如上所示转储。代码运行没有任何其他问题。

我知道 Chrome 中存在突出的内存错误——它们看起来像这样吗，或者有经验的 rust/wasm 开发人员可以告诉我这是否异常？

js-sys = "0.3.19"
wasm-bindgen = "0.2.42"
wee_alloc = { version = "0.4.2", optional = true }
[dependencies.web-sys]
version = "0.3.4"

rust 代码很小，只是将 AudioBuffer 的两个通道渲染到提供的 HTMLCanvasElement：

#[wasm_bindgen]
pub fn render(
    canvas: web_sys::HtmlCanvasElement,
    audio_buffer: &web_sys::AudioBuffer,
    stroke_style: &JsValue,
    line_width: f64,
    step_size: usize,
) { 
  // ...
    let mut channel_data: [Vec<f32>; 2] = unsafe { std::mem::uninitialized() }; // !
    for channel_number in 0..1 {
        channel_data[channel_number] = audio_buffer
            .get_channel_data(channel_number as u32)
            .unwrap();
    }
  // ...

我已经尝试注释掉功能，如果代码没有触及画布但执行了上述操作，我会收到错误消息。进行以下更改会导致简单的“内存不足”错误。音频文件为 1,200 k。

    let channel_data: [Vec<f32>; 2] = [
        audio_buffer.get_channel_data(0).unwrap(),
        audio_buffer.get_channel_data(1).unwrap()
    ];

EDIT：后面的out of memory错误，对于上面的正确代码，真的是给我丢了，但其实是Chrome bug。

Answer 1

您的问题是您创建了一块未初始化的内存并且没有正确初始化它：

let mut channel_data: [Vec<f32>; 2] = unsafe { std::mem::uninitialized() };
for channel_number in 0..1 {
    channel_data[channel_number] = audio_buffer
        .get_channel_data(channel_number as u32) // no need for `as u32` here btw
        .unwrap();
}

Ranges (a.k.a. a..b) 在 Rust 中是专有的。这意味着您的循环不会像您想象的那样迭代两次，而是只迭代一次，并且您有一个未初始化的Vec<f32> 然后在丢弃它时会恐慌。（请参阅Matthieu M.'s answer 以获得正确的解释）

这里有几种可能性。

1. 使用正确的范围，例如0..2
2. 使用inclusive range 0..=1
3. 不要使用不安全的构造，而是

   let mut channel_data: [Vec<f32>; 2] = Default::default()
   

   这将正确初始化两个Vecs。

有关如何初始化数组的更完整概述，请参阅What is the proper way to initialize a fixed length array?

附带说明：避免使用 unsafe，尤其是如果您是 Rust 新手。

Answer 2

这里有两个问题：

1. 您创建了一块未初始化的内存，并将其视为已初始化。
2. 你的迭代是错误的，0..1 迭代了[0]（它是独占的）。

让我们一次检查一个。

---

不要使用unsafe。

一般来说，你应该尽量避免unsafe。使用它的理由很少，错误使用的方法很多（比如这里）。

问题。

在这种特殊情况下：

let mut channel_data: [Vec<f32>; 2] = unsafe { std::mem::uninitialized() };
for channel_number in /*...*/ {
    channel_data[channel_number] = /*...*/;
}

有两个问题：

1. 出于安全原因，不推荐使用std::mem::uninitialized；使用它是一个非常糟糕的主意。它的替换是MaybeUninitialized。
2. 分配给未初始化的内存是未定义的行为。

Rust 中没有赋值运算符，为了执行赋值，该语言将：

• 删除前一个实例。
• 覆盖现在未使用的内存。

丢弃认为是Vec 的原始内存是未定义的行为；在这种情况下，可能的效果是读取并释放了一些随机指针值。这可能会崩溃，这可能会释放不相关的指针，从而导致后来的崩溃或内存损坏，这是BAD。

解决方案。

没有什么理由在这里使用unsafe：

• 完全可以安全地执行数组的初始化。
• 完全可以直接初始化数组。
• 如果您坚持两步初始化，则不执行默认初始化几乎没有性能优势，因为Vec 的Default 实现不分配内存。

简而言之：

auto create_channel = |channel_number: u32| {
    audio_buffer
        .get_channel_data(channel_number)
        .unwrap()
};

let mut channel_data = [create_channel(0), create_channel(1)];

简单、安全、高效。

---

更喜欢迭代器而不是索引。

如果您坚持两步初始化，则使用迭代器而不是索引来避免一次错误。

在你的情况下：

let mut channel_data = [vec!(), vec!()];
for (channel_number, channel) = channel_data.iter_mut().enumerate() {
    *channel = audio_buffer
        .get_channel_data(channel_number as u32)
        .unwrap();
}

Iterator 上有很多实用函数，在这种特殊情况下，enumerate 会将iter_mut()（一个&mut Vec<f32>）返回的项目包装成一个元组(usize, &mut Vec<32>)：

• 您可以直接访问元素，无需计算。
• 您还拥有元素的索引，不会出现差一错误。