Как реализована и хранится связь между именем переменной и ссылкой?

Question

[TicSo]

Возможно найдется желающий пояснить азы в контексте заданных вопросов, спасибо.
Как реализовано определение по имени переменной её актуальной ссылки?
Мутабельность определяется исходя из области расположения в стеке
или тоже где-то хранится признак?
В коде ниже `pointer on ?` получен адрес чего и правильно ли подписаны другие?
Верно ли понимаю, что
для данных типа String cтек всегда хранит `указатель` на кучу `len` и `cap` ,
а данные типа &str тоже лежат в куче, если они созданы как срез от данных типа String,
тогда стек хранит `указатель` на кучу и этот срез (диапазон по двум адресам стека?),
если данные типа &str созданы в программе и небольшие, - они могут храниться только
в стеке без участия кучи и создания указателя на неё, например, как числовые типы?

fn main() {

   let s1: String = "abc".to_string();
   println!("{:?}", s1.as_ptr());           // pointer on heap     0x56149d7a69b0
   println!("{:?}", &s1.as_ptr());          // pointer on heap     0x56149d7a69b0

   println!("{:p}", &s1.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffee168cf88

   println!("{:?}", &s1 as *const String);  // referenсe on stack  0x7ffc7b7e8068
   println!("{:p}", &s1);                   // referenсe on stack  0x7ffc7b7e8068

   println!();

   let s2: &str = "qwe";                   
   println!("{:p}", &s2.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffed3a1f8e8
}

Comments

[Сергей Горностаев]

Мутабельность определяется исходя из области расположения в стеке
или тоже где-то хранится признак?

Иммутабельность существует только в компайлтайме. Компилятор проверяет, что код не может изменить переменную - всё. В рантайме ничто это не контролирует.

[TicSo]

Сергей Горностаев, понял, спасибо. Тип данных созданной переменной также отдельно не хранится и в рантайме не контролируется, исключена такая потребность?

[Василий Банников]

Как реализовано определение по имени переменной её актуальной ссылки?

В рантайме нет никаких имён переменных.
Актуальная ссылка - это та, которая есть, тк по определению ссылка не может указывать на невалидные данные.

Мутабельность определяется исходя из области расположения в стеке
или тоже где-то хранится признак?

В рантайме нет мутабельности или иммутабельности.
Во время компиляции это явно указывается при объявлении переменной.

Тут у тебя ссылка на указатель

println!("{:p}", &s1.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffee168cf88

Тут то же самое - ссылка на указатель

println!("{:p}", &s2.as_ptr());          // pointer on ?        0x7ffed3a1f8e8

[Василий Банников]

TicSo, да, компьютер ничего о типах не знает - он оперирует только байтами.

[TicSo]

Василий Банников, понял, спасибо.

По имени переменной `s1` получаю ссылку: 0x7ffc7b7e8068.
Это адрес ячейки стека, в которой расположен указатель на кучу: 0x56149d7a69b0.
По адресу ячейки в куче: 0x7ffc7b7e8068 расположен первый элемент строки `s1`.
По метаданным стека `len` и `cap` - получаю из кучи всё значение переменной `s1`.
Если в переменную `s1` вношу новые данные превышающие прежние `len` и `cap`
и старое место в куче не позволяет расшириться, то данные пишутся
в новой её области и при этом меняются только:
- метаданные в стеке;
- указатель на кучу: 0x56149d7a69b0 (только при новой области кучи).

Где я ошибаюсь и какова роль `ссылки на указатель`: 0x7ffee168cf88.

[Василий Банников]

TicSo, не понял поток мыслей, если честно. Давай самого начала

[TicSo]

Василий Банников, для переменной `s1`, c типом данных String из примера, в стеке лежит:
1. указатель на кучу: 0x56149d7a69b0
2. len = 3
3. cap =3
это лежит в стеке по адресу ссылки: 0x7ffc7b7e8068
Так?

Например, образно для Stack:
0x7ffc7b7e8068 - 0x56149d7a69b0
0x7ffc7b7e8069 - 3
0x7ffc7b7e8070 - 3

Например, для Heap:
0x56149d7a69b0 - a
0x56149d7a69b1 - b
0x56149d7a69b2 - c

Вместо символов - числа u8.