Rust давно перестал быть языком энтузиастов. На нём собраны куски ядра Linux, движки баз данных и аналитики (TiKV, Materialize, Polars), бэкенды Cloudflare и Discord. Под Rust пишут прошивки для ESP32 и STM32, фронтенд через WebAssembly, инференс LLM.

Microsoft переписывает части Windows, AWS строит на Rust Firecracker и Bottlerocket, Google пускает его в Android и в дерево ядра. По зарплатам Rust пятый год держится в верхнем дециле Stack Overflow Survey, и семь лет подряд - самый любимый язык разработчиков.

Если взять случайный крейт с crates.io и поставить его под Miri, шанс увидеть undefined behavior где-то в зависимостях стремится к единице. Разбираемся, почему: pointer provenance, Stacked Borrows, Tree Borrows и почему noalias в LLVM выключали три раза.

Как Rust обманывает процессор. Часть 2: niche сквозь крейты, dropck, Pin и провенанс указателей

В первой части мы обсуждали niche-оптимизацию, drop flags, MIR, Stacked Borrows и async-стейт-машины. В комментариях справедливо заметили (спасибо, Mingun): про niche рассказано в простой форме - Option<&T> и NonZeroU8.

А что происходит, когда enum живёт в одном крейте, оборачивается в newtype в другом, и оба варианта внешнего enum хранят один и тот же внутренний? У такого внешнего типа всего четыре состояния, байта должно хватить. Хватит ли? Зависит от того, как rustc считает layout. Об этом и поговорим.

Во второй части идём глубже: niche сквозь границы крейтов, variance, Pin и самоссылающиеся футуры, dropck с #[may_dangle], Tree Borrows вместо Stacked Borrows и strict provenance. Без этого половина unsafe-кода в экосистеме держится на честном слове.

Большинство статей про Rust заканчиваются на borrow checker и lifetimes, как будто внутри компилятора живёт только проверяльщик заимствований и злой шрифтовый дизайнер для сообщений об ошибках. На деле там целый зоопарк механизмов, о которых редко пишут даже на конференциях. Я собрал несколько по настоящему любопытных вещей, которые меняют представление о том, как устроен язык изнутри, и подкрепил каждый сюжет кодом, который можно скопировать и проверить самому.

Начнём с того, чего никто не ждёт. Знакомая всем конструкция Option ссылки занимает ровно столько же байт, сколько и обычная ссылка. Это кажется магией: ведь у Option должен быть тег, отличающий Some от None. Никакого тега нет. Компилятор знает, что ссылка в Rust никогда не может быть нулевой, и использует нулевой адрес как представление варианта None. Этот трюк называется niche optimization, и он работает гораздо шире, чем принято думать. Проверим руками.