El Lenguaje de Programación Rust

Errores irrecuperables con panic!

A veces, sucede algo malo en su código y no hay nada que pueda hacer al respecto. En estos casos, Rust tiene la macro panic!. Hay dos formas de causar un panic en la práctica: tomando una acción que hace que nuestro código entre en pánico (como acceder a una matriz más allá del final) o llamando explícitamente a la macro panic!. En ambos casos, causamos un pánico en nuestro programa. De forma predeterminada, estos pánicos imprimirán un mensaje de error, se desharán, limpiarán la pila y se cerrarán. A través de una variable de entorno, también puede hacer que Rust muestre la pila de llamadas cuando ocurre un pánico para facilitar el seguimiento de la fuente del panic.

Deshacer la pila o abortar en respuesta a un pánico

Por defecto, cuando ocurre un panic, el programa comienza a deshacerse, lo que significa que Rust retrocede por la pila y limpia los datos de cada función que encuentra. Sin embargo, este retroceso y limpieza es mucho trabajo. Rust, por lo tanto, le permite elegir la alternativa de abortar inmediatamente, lo que termina el programa sin limpiar.

La memoria que el programa estaba usando deberá ser limpiada por el sistema operativo. Si en su proyecto necesita hacer que el binario resultante sea lo más pequeño posible, puede cambiar de deshacer el programa a abortarlo al producir un pánico agregando panic = 'abort' a las secciones [profile] apropiadas en su archivo Cargo.toml. Por ejemplo, si desea abortar en caso de pánico en el modo de lanzamiento, agregue esto:

[profile.release]
panic = 'abort'

Intentemos llamar un panic! en un programa simple:

Filename: src/main.rs

fn main() {
    panic!("crash and burn");
}

Cuando ejecutes el programa, verás algo como esto:

$ cargo run
   Compiling panic v0.1.0 (file:///projects/panic)
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.25s
     Running `target/debug/panic`
thread 'main' panicked at src/main.rs:2:5:
crash and burn
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

La llamada a panic! causa el mensaje de error contenido en las dos últimas líneas. La primera línea muestra nuestro mensaje de panic y el lugar en nuestro código fuente donde ocurrió el panic: src/main.rs:2:5 indica que es la segunda línea, quinto carácter de nuestro archivo src/main.rs.

En este caso, la línea indicada es parte de nuestro código, y si vamos a esa línea, vemos la llamada a la macro panic!. En otros casos, la llamada a panic! podría estar en el código que nuestro código llama, y el nombre de archivo y el número de línea informados por el mensaje de error serán el código de otra persona donde se llama a la macro panic!, no la línea de nuestro código que finalmente condujo a la llamada a panic!. Podemos usar el backtrace de las funciones de las que provino la llamada a panic! para determinar la parte de nuestro código que está causando el problema. Discutiremos el backtrace en más detalle a continuación.

Usando el backtrace de panic!

Veamos otro ejemplo de cómo es cuando una llamada a panic! proviene de una biblioteca debido a un error en nuestro código en lugar de que nuestro código llame directamente a la macro. El listado 9-1 tiene algún código que intenta acceder a un índice en un vector más allá del rango de índices válidos.

Filename: src/main.rs

fn main() {
    let v = vec![1, 2, 3];

    v[99];
}

Listado 9-1: Intentando acceder a un elemento más allá del fin de un vector, que provocará una llamada a panic!

Aquí, estamos intentando acceder al elemento 100 de nuestro vector (que está en el índice 99 porque el indexado comienza en cero), pero el vector solo tiene 3 elementos. En esta situación, Rust entrará en pánico. Usar [] se supone que devuelve un elemento, pero si pasa un índice no válido, no hay ningún elemento que Rust podría devolver aquí que sea correcto.

En C, intentar leer más allá del final de una estructura de datos es un undefined. Podría obtener lo que está en la ubicación de memoria que correspondería a ese elemento en la estructura de datos, aunque la memoria no pertenece a esa estructura. Esto se llama buffer overread y puede provocar vulnerabilidades de seguridad si un atacante puede manipular el índice de tal manera que lea datos que no debería estar permitido que se almacenen después de la estructura de datos.

Para proteger su programa de este tipo de vulnerabilidad, si intenta leer un elemento en un índice que no existe, Rust detendrá la ejecución y se negará a continuar. Intentémoslo y veamos:

$ cargo run
   Compiling panic v0.1.0 (file:///projects/panic)
    Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.27s
     Running `target/debug/panic`
thread 'main' panicked at src/main.rs:4:6:
index out of bounds: the len is 3 but the index is 99
note: run with `RUST_BACKTRACE=1` environment variable to display a backtrace

Este error apunta a la línea 4 de nuestro main.rs donde intentamos acceder al índice 99. La siguiente línea de nota nos dice que podemos establecer la variable de entorno RUST_BACKTRACE para obtener el backtrace de exactamente lo que sucedió para causar el error. El Backtrace es una lista de todas las funciones que se han llamado para llegar a este punto. El backtrace en Rust funciona como lo hacen en otros lenguajes: la clave para leer el backtrace es comenzar desde la parte superior y leer hasta que vea archivos que escribió. Ese es el lugar donde se originó el problema. Las líneas por encima de ese punto son el código que su código ha llamado; las líneas a continuación son el código que llamó a su código. Estas líneas antes y después pueden incluir código de Rust core, código de biblioteca estándar o crates que estés usando. Intentemos obtener el backtrace estableciendo la variable de entorno RUST_BACKTRACE a cualquier valor excepto 0. El listado 9-2 muestra una salida similar a la que verás.

$ export RUST_BACKTRACE=1; cargo run
thread 'main' panicked at src/main.rs:4:6:
index out of bounds: the len is 3 but the index is 99
stack backtrace:
   0: rust_begin_unwind
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/std/src/panicking.rs:645:5
   1: core::panicking::panic_fmt
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/core/src/panicking.rs:72:14
   2: core::panicking::panic_bounds_check
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/core/src/panicking.rs:208:5
   3: <usize as core::slice::index::SliceIndex<[T]>>::index
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/core/src/slice/index.rs:255:10
   4: core::slice::index::<impl core::ops::index::Index<I> for [T]>::index
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/core/src/slice/index.rs:18:9
   5: <alloc::vec::Vec<T,A> as core::ops::index::Index<I>>::index
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/alloc/src/vec/mod.rs:2770:9
   6: panic::main
             at ./src/main.rs:4:6
   7: core::ops::function::FnOnce::call_once
             at /rustc/07dca489ac2d933c78d3c5158e3f43beefeb02ce/library/core/src/ops/function.rs:250:5
note: Some details are omitted, run with `RUST_BACKTRACE=full` for a verbose backtrace.

Listado 9-2: El backtrace generado por una llamada a panic! se muestra cuando la variable de entorno RUST_BACKTRACE está configurada

¡Eso es mucho resultado! La salida exacta que vea puede ser diferente según su sistema operativo y la versión de Rust. Para obtener el backtrace con esta información, deben estar habilitados los símbolos de depuración. Los símbolos de depuración están habilitados de forma predeterminada cuando se usa cargo build o cargo run sin el indicador --release, como tenemos aquí.

En la salida en el listado 9-2, la línea 6 del backtrace apunta a la línea en nuestro proyecto que está causando el problema: la línea 4 de src/main.rs. Si no queremos que nuestro programa entre en pánico, debemos comenzar nuestra investigación en la ubicación señalada por la primera línea que menciona un archivo que escribimos. En la listado 9-1, donde escribimos deliberadamente un código que entraría en pánico, la forma de solucionar el pánico es no solicitar un elemento más allá del rango de los índices del vector. Cuando su código entra en pánico en el futuro, deberá averiguar qué acción está tomando el código con qué valores para causar el pánico y qué debería hacer el código en su lugar.

¡Volveremos a panic! y cuándo deberíamos y no deberíamos usar panic! para manejar las condiciones de error en la sección “To panic! or Not to panic!” más adelante en este capítulo. A continuación, veremos cómo recuperarnos de un error usando Result.