Rust原始指针内存分配：基地址、值及指针自身地址疑问

先看你的代码和测试结果：

pub struct Allocator {
    heap_start: NonNull<u8>,
    size: usize
}

impl Allocator {
    unsafe fn init(size: usize) -> Result<Allocator, LayoutError>{
        let layout =  std::alloc::Layout::from_size_align(size, size)?;
        let heap = NonNull::new(std::alloc::alloc(layout)).unwrap();
        Ok(Allocator {
            heap_start: heap,
            size,
        })
    }
}

#[test]
fn test_alloc_init() {
     match unsafe { Allocator::init(64) } {
         Ok(alloc) => unsafe {
            let val = alloc.heap_start;
             println!("the address is {:?} and value is {:?}", val.as_ptr(), *val.as_ptr());
         },
         Err(erro) => {
             assert!(false)
         }
     }
 }

测试输出：the address is 0x7f8e5b804080 and value is 0

疑问1：为何基地址对应的值为0？该地址未存储任何内容？ #

std::alloc::alloc分配的内存本身是未初始化的，但实际运行时，操作系统或内存分配器可能返回已清零的内存块——比如空闲内存页本来就是零填充的，或者分配器会主动清零回收后的内存。你看到的0是巧合，不是必然结果，未初始化内存的值属于未定义行为，不能依赖它的具体值。

疑问2：获取的基地址是否正确，是否存在操作错误？ #

基地址是正确的。NonNull::new(std::alloc::alloc(layout)).unwrap()已经确保内存分配成功，val.as_ptr()返回的就是分配到的内存块的起始原始指针。

不过代码有个潜在问题：Layout::from_size_align(size, size)用size作为对齐要求，当size不是2的幂时会返回LayoutError（比如传入奇数），这通常不是合理的对齐策略——一般内存分配的对齐要求应该用目标类型的对齐值，或者默认对齐（比如u8的对齐是1），而非和内存大小绑定。

疑问3：如何获取指针自身的地址？ #

你尝试的&*val.as_ptr()是错误的，这是对原始指针解引用后取地址，结果还是内存块的起始地址，不是指针变量自身的地址。

要获取指针变量自身的地址，需要对变量本身取引用：

• 若要获取NonNull<u8>类型变量val的地址：直接用&val，它的类型是&NonNull<u8>，可转为原始指针&val as *const NonNull<u8>。
• 若要获取val.as_ptr()得到的*const u8这个原始指针值的存储地址，需先将原始指针存入变量再取地址：

  let raw_ptr = val.as_ptr();
  let ptr_self_addr = &raw_ptr as *const *const u8;
  println!("指针自身的地址：{:?}", ptr_self_addr);
  

  这里ptr_self_addr就是存储raw_ptr这个变量的内存地址，也就是你要的指针自身的地址。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Rahul