memory - 如何检查已编译类型的表示？

Question

The nomicon提供了一种有趣的方式来显示结构最终将如何在内存中布局。它还表示，对于默认表示，不提供任何保证。虽然我可以使用 std::mem::align_of 和 std::mem::size_of 检查对齐方式和大小，但有没有办法获得 Rust 的确切方式布置我的结构/枚举，例如包含字段名称和偏移量的表？

Answer 1

您可以使用编译器标志 --print-type-sizes (需要每晚)。如果使用 Cargo，请使用 cargo rustc (注意它需要 cargo clean ，感谢@tifrel):

cargo +nightly rustc -- -Zprint-type-sizes

例如:

struct Foo(i16, i32);
fn main() { _ = Foo(0, 0); }

输出(rustc +nightly -Zprint-type-sizes file.rs):

print-type-size type: `Foo`: 8 bytes, alignment: 4 bytes
print-type-size     field `.1`: 4 bytes
print-type-size     field `.0`: 2 bytes
print-type-size     end padding: 2 bytes
print-type-size type: `[closure@std::rt::lang_start<()>::{closure#0}]`: 8 bytes, alignment: 8 bytes
print-type-size     end padding: 8 bytes
print-type-size type: `std::result::Result<isize, !>`: 8 bytes, alignment: 8 bytes
print-type-size     variant `Ok`: 8 bytes
print-type-size         field `.0`: 8 bytes
print-type-size type: `std::process::ExitCode`: 4 bytes, alignment: 4 bytes
print-type-size     field `.0`: 4 bytes
print-type-size type: `std::sys::windows::process::ExitCode`: 4 bytes, alignment: 4 bytes
print-type-size     field `.0`: 4 bytes

main() 中有一些隐藏类型, 和我们的类型。我们可以看到它是 8 个字节，4 个字节对齐(因为 i32 )。我们还可以看到编译器对字段重新排序，以便 i16最后一个，然后是 2 个填充字节。请注意，它仅打印使用过的类型(这就是我们在 main() 中使用它的原因)，并打印单态化类型(在应用泛型之后)。

另一种打印更详细和更具体类型信息的方法是使用 perm-unstable rustc_layout属性:

#![feature(rustc_attrs)]
#[rustc_layout(debug)]
struct Foo(i16, i32);
fn main() {}

error: layout_of(Foo) = Layout {
           fields: Arbitrary {
               offsets: [
                   Size {
                       raw: 4,
                   },
                   Size {
                       raw: 0,
                   },
               ],
               memory_index: [
                   1,
                   0,
               ],
           },
           variants: Single {
               index: 0,
           },
           abi: ScalarPair(
               Scalar {
                   value: Int(
                       I32,
                       true,
                   ),
                   valid_range: 0..=4294967295,
               },
               Scalar {
                   value: Int(
                       I16,
                       true,
                   ),
                   valid_range: 0..=65535,
               },
           ),
           largest_niche: None,
           align: AbiAndPrefAlign {
               abi: Align {
                   pow2: 2,
               },
               pref: Align {
                   pow2: 3,
               },
           },
           size: Size {
               raw: 8,
           },
       }
 --> rs.rs:3:1
  |
3 | struct Foo(i16, i32);
  | ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

error: aborting due to previous error

但是请注意，这会打印非单态化类型，因此 struct Foo<T>(T)将打印 layout error: Unknown(T) .因此，它也不需要使用类型。