type_slicer 0.1.0

型付きメモリスライサー
Documentation

TypeSlicer

TypeSlicer は任意のバイト列ストレージを「型付きメモリアクセス層」に昇格させる Rust 2024 Edition 向けクレートです。 repr::ByteRepr で型のバイト表現を定義し、storage::BytesStorage でストレージの読み書き方法を与えることで、Slicer<T> の load / store だけで安全に値を交換できます。

コアコンポーネント

repr::ByteRepr

  • const SIZE: usize / into_bytes(self, buf: &mut [u8]) / from_bytes(bytes: &[u8]) -> Result<Self, ReprError> を持つトレイト。
  • SIZE はコンパイル時計算できます。
  • ReprError::InvalidByteValue を返すことでスカラー値の検証（例: bool が 0/1 のみ）を実装。

storage::BytesStorage

  • get(address, size) / get_mut(address, size) でバイトスライスを貸し出す責務だけを負います。
  • 先読み・遅延書き込み、mmap バッファ等のバックエンドはトレイト実装で差し替え可能です。

Slicer<T>

  • BytesStorage を実装した任意の型に対し、T: ByteRepr について blanket impl を提供。
  • load(address) は BytesStorage::get → ByteRepr::from_bytes を連結し、store(address, value) は get_mut → into_bytes を呼び出します。

インストール

[dependencies]
type_slicer = { version = "0.1" }

no_std で使う

[dependencies]
type_slicer = { version = "0.1", default-features = false, features = ["primitive"] }
  • std feature (default) は alloc を transitively 有効化します。
  • alloc なしの場合は ArrayStorage など固定長ストレージのみを利用できます。

Feature 一覧

種別 feature 内容
ストレージ std alloc + 標準ライブラリを利用。VecStorage や std ベースのテストを有効化
alloc VecStorage や alloc::vec を使うコードを有効化
ByteRepr bool, char, uint8, uint16, uint32, uint64, uint128, usize, int8, int16, int32, int64, int128, isize, f32, f64, unit 各プリミティブの ByteRepr 実装を個別に制御
ByteRepr array 任意 [T; N] の ByteRepr 実装 (T: ByteRepr)
ByteRepr tuple 1〜12 要素のタプル ByteRepr 実装
まとめ primitive すべてのプリミティブ + array + tuple を一括有効化 (default)
まとめ speed bool/char 変換で検証をスキップし、定数時間判定に振り切る
まとめ all default と同義。将来的な互換確保向け

必要な feature だけを選ぶことで、最小限の表現だけをバイナリへリンクさせられます。 ただし、使わなかった型の ByteRepr 実装は大抵の場合コンパイル時に除去されます。

付属ストレージ実装

  • ArrayStorage<const N: usize>: no_std でも利用できる固定長ストレージ。new() / Default は 0 埋めで初期化します。
  • VecStorage (alloc 必須): 任意長で確保し、resize(new_len) で後からサイズ変更できます。

どちらも BytesStorage を実装しているため、そのまま Slicer<T> として利用できます。独自ストレージを追加したい場合は get / get_mut を実装するだけで load / store が自動で解放されます。

ByteRepr を自作する

repr::ByteRepr は公開トレイトなので、ユーザ定義型をタプルや配列に委譲して簡単に実装できます。

use type_slicer::ByteRepr;

#[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, ByteRepr)]
struct Header {
    kind: u8,
    has_payload: bool,
    payload_len: u16,
}

buf / bytes の長さは常に SIZE と等しいことはこの外側で保証されているため、境界チェックは不要です。 もし、 Slicer を使わずに直接呼び出す場合は、呼び出し側で長さを検証してください。

使用例

use type_slicer::{Slicer, VecStorage, ByteRepr};

#[derive(Clone, Copy, Debug, PartialEq, ByteRepr)]
struct Packet {
    opcode: u8,
    has_body: bool,
    length: u16,
}

fn main() -> Result<(), type_slicer::slicer::SlicerError> {
    let mut storage = VecStorage::new(32);

    storage.store(0, 0xDEAD_BEEFu32)?;
    storage.store(4, [1u16, 2, 3, 4])?;
    storage.store(12, Packet { opcode: 7, has_body: true, length: 16 })?;

    let header: u32 = storage.load(0)?;
    let payload: [u16; 4] = storage.load(4)?;
    let packet: Packet = storage.load(12)?;

    assert_eq!(header, 0xDEAD_BEEF);
    assert_eq!(payload, [1, 2, 3, 4]);
    assert_eq!(packet.length, 16);
    Ok(())
}

制限と設計上の割り切り

  • 動的サイズ型（Vec<T>, スライス, trait object）は ByteRepr を実装できません。
  • 参照やポインタを扱う場合はアドレスそのもの (usize) をどのように解釈するかをアプリケーション側で規定してください。
  • speed feature を有効化すると、bool / char の検証をスキップするため未定義値が発生し得ます。