Rust 分配内存布局与大小不一致答案

【问题标题】：Rust alloc memory layout not consistent with sizeRust 分配内存布局与大小不一致
【发布时间】：2020-02-10 17:06:36
【问题描述】：

我一定是在这里误解了一些东西，但我写了一段简单的代码来测试内存地址并得到了一些奇怪的结果：

代码如下：

使用 std::alloc::{alloc, 布局};

fn main() {
    let r1 : *mut i32;
    let r2 : *mut i32;
    let r3 : *mut i32;
    let r4 : *mut u8; 
    let r5 : *mut i32;
    unsafe { 
        r1 = alloc(Layout::new::<i32>()) as *mut i32;
        r2 = alloc(Layout::new::<i32>()) as *mut i32;
        r3 = alloc(Layout::new::<i32>()) as *mut i32;
        r4 = alloc(Layout::new::<i8>()); 
        r5 = alloc(Layout::new::<i32>()) as *mut i32;
    }   
    println!("Raw pointer r1: {:p}", r1);
    println!("Raw pointer r2: {:p}", r2);
    println!("Raw pointer r3: {:p}", r3);
    println!("Raw pointer r4: {:p}", r4);
    println!("Raw pointer r5: {:p}", r5);
}

当我运行它时，我得到：

Raw pointer r1: 0x7fdb17402a60
Raw pointer r2: 0x7fdb17402a70
Raw pointer r3: 0x7fdb17402a80
Raw pointer r4: 0x7fdb17402a90
Raw pointer r5: 0x7fdb17402aa0

两个问题：

我看到根据文档 i32s 占用 4 个字节，那么为什么 r1 和 r2 之间的地址空间差异是 0x10 而不是 0x04？对于 r4 和 r5 之间的情况，我预计只有 1 个字节的偏移量。
为什么 alloc 返回的 *mut 8 足以作为指针？我们不能只用一个字节来表示 64 位虚拟内存地址吗？

我正在尝试学习 rust 的这些不安全方面，因为我将从事一些与内核相关的项目，并且有必要使用原始指针。

【问题讨论】：

一个*mut u8不占用一个字节...

标签： memory-management rust

【解决方案1】：

这个问题不是 Rust 特有的，而是关于内存分配如何工作的问题。内存分配器需要：

考虑底层架构的对齐要求……例如，返回的指针可能希望被处理器字长整除；
存储分配空间的大小（用于解除分配）

因此考虑分配一个 32 位整数......分配器将希望分配空间来存储：

用于存储分配空间大小的单词；
32 位整数（在这种情况下占用半个字）

由于分配希望是字对齐的，下一次分配将发生在第一个字之后的两个字或 16 个字节。

关于您的第二个问题，* mut u8 不占用单个字节，正如为其打印的给定代码所显示的值一样。

【讨论】：