Rust调用&dyn Fn的底层原理：汇编偏移40的由来

问题背景 #

给定Rust函数：

pub fn abc(x: &dyn Fn()) {
    x()
}

使用Rust 1.63.0编译为x86-64汇编后得到：

example::abc:
        push    rax
        call    qword ptr [rsi + 40]
        pop     rax
        ret

疑问：汇编中的偏移量40是如何产生的？

核心解释 #

偏移量40来自Rust对trait对象（这里是dyn Fn()）的底层实现机制：

1. 胖指针的结构
   &dyn Fn()是一个胖指针，在x86-64架构下占用16字节，拆分为两个8字节部分：

   • 第一部分（对应汇编中的rdi寄存器）：指向 trait 对象的数据实例
   • 第二部分（对应汇编中的rsi寄存器）：指向该 trait 的虚表（vtable）

2. vtable的布局
   Rust的vtable是包含元数据和方法指针的结构体，针对Fn() trait的vtable在1.63.0版本中的布局（按字节偏移）如下：

   • 0-7: 类型的大小（usize）
   • 8-15: 类型的对齐要求（usize）
   • 16-23: 析构函数（drop）的指针
   • 24-31: FnOnce::call_once方法的指针（因Fn继承自FnMut，FnMut继承自FnOnce，父trait方法排在前面）
   • 32-39: FnMut::call_mut方法的指针
   • 40-47: Fn::call方法的指针（也就是调用x()时实际执行的函数）

3. 汇编中的偏移计算
   rsi指向vtable的起始地址，[rsi + 40]就是直接取vtable中偏移40字节处的Fn::call方法指针，再通过call指令执行该方法。

另外，汇编里的push rax和pop rax是为了满足x86-64 System V调用约定的栈对齐要求（调用函数前栈指针需为16字节对齐），和偏移量无直接关联。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者radong