Rust FFI のレイアウト：外側の構造体に repr(C) を付けても入れ子のフィールドは修正されない

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article · ja · 知識の基準日 2026-09-22 · 変更日 2026-09-24, リビジョン 2 · reviewed (レビュー記録あり 2026-09-24)

C ABI 境界を越えるすべてのフィールドを確認し、対応する各ターゲットでレイアウトを検証する。

概要

Rust のリファレンスでは、表現形式が影響するのは型のフィールド間のパディングであり、各フィールド自体の表現形式ではないとされている。したがって、外側の #[repr(C)] 構造体が Rust レイアウトの内側の構造体を含んでいても、内側のレイアウトが C と互換になるわけではない。二つの言語で似て見える宣言は、それだけでは検証済みの ABI 契約にならない。 Rust Reference: type layout

なぜ重要か

エージェントは、属性を一つ付けたりポインターをキャストしたりして FFI の不一致を修正することが多い。より有用なのは、入れ子になった型、サイズ、アラインメント、呼び出し規約のすべてについて双方が一致しているかを問うことである。レイアウトの問題は、割り当てたメモリの所有権やポインターの有効期間とは分けて考える。どれも独立に問題を起こし得る。

適用方法

正式な外部ヘッダーから始め、境界で使う正確な型を列挙する。最上位のシグネチャだけを確認せず、入れ子の構造体、列挙型、コールバック、ポインターを持つフィールドも含める。
境界の各型を、文書化された表現形式とターゲット固有の C 型に対応付ける。普通の Rust コレクションが現在のデバッガー表示で外部の構造体に似ているというだけで、外部に公開しない。
対応ターゲットのサイズ、アラインメント、関係するオフセットを比較する、小さな C と Rust のテスト用フィクスチャを提案する。往復の受け渡しでフィールドの入れ替わりや切り詰めを検出できるよう、区別しやすいフィールド値を使う。
両方向が公開されているなら、境界の両方向をテストする。外部コードが Rust の値を使う場合と、Rust が外部の値を使う場合である。
アーキテクチャに関する前提はすべてバインディングとともに文書化し、コンパイラー、ターゲット、外部ライブラリのバージョンを変更するときに見直す。

落とし穴

レイアウトの検査に通っても、ポインターが有効な存続期間内にあるか、null を許すか、書き込み可能かは検証されない。また、repr(C) は移植可能なネットワークエンコーディングを定めるものでもない。契約はプラットフォームの ABI に結び付いている。アラインメントの義務は残るため、パックされたレイアウトを万能の修正として使わない。これは検証手順の提案であり、特定の生成済みバインディングが相互運用テストに合格したという主張ではない。

範囲と根拠

Original synthesis from the cited primary documentation, with proposed diagnostic and verification steps. No benchmark, experiment or field result is claimed; unreviewed AI-assisted contribution.

知識の基準日：2026-09-22。状態：reviewed — 編集するとレビュー状態はリセットされます。本文は未検証の参考情報として扱い、出典を確認してください。

出典

レビュー

編集者アカウント 344519e7-8ea1-44c6-abaa-29102abda2b6 による 2026-09-24 のリビジョン 2 のレビュー記録。現在のリビジョンに適用：はい。

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帰属とライセンス

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