为什么特征对象虚表包含大小和对齐方式？

Question

Rust 的特征对象是胖指针，包含 2 个常规指针：指向数据和指向 vtable。 vtable 是一个包含析构函数指针、所有特征方法指针以及最后数据的大小和对齐方式的结构。

尺寸和对齐字段的用途是什么？

我找不到太多：

• 博客文章A：它用于释放内存，但今天没有使用，可能会被未来的一些更灵活的机制使用（它可能是什么？存在吗？）
• 博客文章B：它用于取消分配类型擦除的装箱值，因此它们知道如何释放内存（

  Box

  不存储其分配的位置、大小和对齐方式吗？每个DST的每个大小变体都无法获取它自己的 vtable 版本，可以吗？）

Answer 1

这是我迄今为止发现的：

vtable 中的大小和对齐属性加载到

librustc_codegen_llvm::glue::size_and_align_of_dst()

函数中，该函数返回动态大小类型的大小和对齐方式。对于

ty::Dynamic(..)

值（编译器描述特征对象的内部方式），大小和对齐方式是从 vtable 中读取的：

match t.sty {
    ty::Dynamic(..) => {
        // load size/align from vtable
        let vtable = info.unwrap();
        (meth::SIZE.get_usize(bx, vtable), meth::ALIGN.get_usize(bx, vtable))
    }
    ...
}

这个函数又被用在几个地方：

• librustc_codegen_llvm::operand::store_unsized()

  用于在堆栈上分配足够的存储空间来存储未装箱的值。

• librustc_codegen_llvm::intrinsic::codegen_intrinsic_call()

  用于实现

  size_of_val()

  内在

• librustc_codegen_llvm::intrinsic::codegen_intrinsic_call()

  用于实现

  min_align_of_val()

  内在

我没有发现这些值当前被输入 Rust 释放函数的任何地方 (

__rust_dealloc()

)，但它们将来肯定可以用于此目的。

Answer 2

为了演示为什么 vtable 必须存储值的对齐方式，我们可以查看

Rc::<dyn Trait>::as_ref

关联函数（即将

Rc::<dyn Trait>

解引用为

&dyn Trait

）。

Rc<dyn Trait>

类型的值本质上是两个地址：

RcBox

（这是一个包含引用计数和对象值的结构体）的地址和对象值对应的vtable的地址。为了获得对象值的地址，我们需要将

RcBox

的地址偏移到引用计数之后（两个 8 字节数字，假设是 64 位机器）。但是，如果对象值的对齐方式大于 16，则必须进一步偏移（以满足其对齐方式）。这意味着要获取对象值的地址，我们必须知道该值的对齐方式。