Rust未优化前如何返回大型类型?以32字节数组返回为例
Rust固定大小数组返回值的传递逻辑(未编译优化状态)
针对给定的函数签名:
pub fn hash(input: &[u8]) -> [u8; 32]
未优化编译时,32字节返回值的传递方式由目标架构的调用约定决定,下面逐一分析你列出的几种可能性:
栈上传递(最主流实现):
这是x86_64、ARM等多数架构的标准处理方式。调用方会在自身栈帧中预先分配好32字节的内存空间,然后将该空间的指针作为隐式参数传给hash函数。hash计算完成后,直接把结果写入这块预分配的栈空间,调用方后续直接使用该空间的数据即可——并不需要额外的复制操作,你提到的“调用函数需将其复制到自身栈帧预分配空间”是对流程的误解,预分配空间本身就在调用方的栈帧内。堆上传递:
Rust的标准调用约定不会自动用堆来传递这类固定大小的返回值。堆分配会引入额外的内存开销,而且Rust不会为普通值类型隐式生成free()操作——如果需要堆传递,函数返回值会是Box<[u8; 32]>或Vec<u8>这类明确标记堆分配的类型,而非原生数组。因此这种情况几乎不会出现。线程本地静态缓冲区:
这种实现方式基本不会被采用。线程本地存储的缓冲区是共享资源,多线程场景下会引发数据竞争,同时函数返回的是值类型,要求每次调用的返回值独立,使用线程本地缓冲区会破坏这种语义,也不符合Rust的内存安全设计原则。
综上,未优化状态下,绝大多数架构都会采用调用方栈上预分配空间,函数直接写入该空间的方式传递32字节数组返回值。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者fadedbee
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