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memory-management - Rust 分配内存布局与大小不一致

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一些奇怪的结果：

这是代码：

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：

  1. 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，同样的问题。

  2. 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，对吧？

我正在尝试学习 rust 的这些不安全方面，因为我将在一些与内核相关的项目上工作，并且有必要使用原始指针。

标签： memory-managementrust

解决方案

这个问题不是特定于 rust 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：

  1. 用于存储分配空间大小的单词；
  2. 32 位整数（在这种情况下需要半个字）

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。

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

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