pointers - 为什么后续的 Rust 变量会递增堆栈指针而不是递减它？

Question

我发现很奇怪的是，当你在 Rust 中创建静态分配的变量时，它似乎随着堆栈指针的增加而增加。我知道情况并非如此，因为堆栈指针随着内存分配而减少。

如果我在 C 中做同样的事情，我会看到堆栈指针随着我创建更多变量而减少。

为什么会这样？ Rust 编译器是否从下到上而不是从上到下分配它们？

fn main() {
    let i1 = 1;
    let i2 = 1;
    let i3 = 1;
    println!("i1 : {:?}", &i1 as *const i32);
    println!("i2 : {:?}", &i2 as *const i32);
    println!("i3 : {:?}", &i3 as *const i32);
}

当我运行这个程序时，我收到:

i1 : 0x9f4f99fb24
i2 : 0x9f4f99fb28
i3 : 0x9f4f99fb2c

如果我使用 C，我会得到这个:

i1 : 0x9f4f99fb2c
i2 : 0x9f4f99fb28
i3 : 0x9f4f99fb24

Answer 1

将堆栈视为函数堆栈帧的序列，而不是变量地址的序列。无论堆栈向哪个方向增长，它都会以整个堆栈帧的增量增长，每个函数的堆栈帧大小不同。

函数堆栈帧的布局对于绑定(bind)变量有固定的位置，类似于结构体，但不能保证帧内绑定(bind)的确切顺序。如果可以通过不同的布局使该功能更有效地利用空间，那么它可能会实现。例如:

fn main() {
    let i1: i32 = 1;
    let i2: i64 = 2;
    let i3: i32 = 3;
    println!("i1 : {:?}", &i1 as *const i32);
    println!("i2 : {:?}", &i2 as *const i64);
    println!("i3 : {:?}", &i3 as *const i32);
}

// i1 : 0x7fff4b9271fc
// i2 : 0x7fff4b927200
// i3 : 0x7fff4b92720c

这里，i3存储在i2之前。 i64 需要与 64 位的倍数对齐，因此将两个 i32 存储在一起而不是留下间隙会更加紧凑。这种情况在调试版本中不会发生，并且编译器也可以选择首先存储 i3 以获得相同的效果，因此我们不能也不应该依赖此顺序。

也可能出于任何其他优化原因(例如缓存访问效率)对变量重新排序。

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要查看堆栈实际上是向下增长的，请考虑一个具有多个函数的示例:

fn main() {
    let i1 = 1;
    println!("i1 : {:?}", &i1 as *const i32);

    another();
}

#[inline(never)]
fn another() {
    let i2 = 2;
    println!("i2 : {:?}", &i2 as *const i32);
}

// i1 : 0x7fffc7601fbc
// i2 : 0x7fffc7601f5c

another 由 main 调用，因此其堆栈帧具有较低的地址。请注意，我必须强制编译器不要内联该函数，否则组合布局将是任意的。