前章で、データが自分のコンピュータから送り出されるまでを見ました。

プロセスのデータにヘッダが層ごとに付き、フレームとして組み立てられ、

NICが差動信号に変換してケーブルに送り出した。

データはコンピュータの外に出た。

ケーブルの先にある機器から、次の機器へ。

データはどうやって目的地にたどり着くのか。

第130章へようこそ。

第128章で、所有する型のメモリ構造を見ました。

第129章で、借りる型のメモリ構造を見ました。

今日のテーマは「メモリの移動」です。ムーブとコピーの正体を見ます。

第1章で所有権を学んだとき、ムーブを学びました。

値の所有権が別の変数に移る。元の変数はもう使えない。

第2章でCopyトレイトを学びました。

ムーブの代わりに複製が行われる型。元の変数も引き続き使える。

これらの動作は、メモリの中で何をしているのか。

ムーブとは、メモリのレベルで見ると何が起きているのか。

Copyトレイトの複製とは、ムーブと何が違うのか。

Cloneトレイトとは、何をしているのか。

今日はこれを見ていきます。

マウスでは、デバイスからCPUへデータが届く流れを見ました。

ディスクでは、プロセスの要求がディスクに届き、データが戻る流れを見ました。

どちらもコンピュータの内部、あるいはすぐ隣の話でした。

今日は、データがコンピュータの外に出る話です。

あるコンピュータから別のコンピュータへ、データを送る。

当たり前のように使っているが、その裏で何が起きているのか。

今日は、データが自分のコンピュータから送り出されるまでを追いかけます。

第129章へようこそ。

第128章で、所有する型のメモリ構造を見ました。

Vec、String、Box、Rc。

スタック上のヘッダがヒープ上のデータを指す。所有者がデータの生死を握る。

今日のテーマは「メモリ上の参照」です。所有しない側を見ます。

参照。スライス。

第1章で借用を学びました。値を所有せずに、一時的にアクセスする仕組み。

第126章で、借用を「メモリへのアクセス許可」と見直しました。

この「アクセス許可」は、メモリの中でどんな姿をしているのか。

前章で、マウスの動きを追いかけました。

物理的な動作がセンサーで検出され、USBバスを通り、

割り込みでCPUに届き、OSがプロセスにイベントを届ける。

外の世界から内側への流れでした。

今日は、逆方向を追いかけます。

プログラムが「ファイルを読みたい」と要求する。

この要求が、ソフトウェアの層を下り、ハードウェアに届き、

物理的な動作が起き、データが逆の道を戻ってくる。

内側から外へ、そして外から内へ。往復です。

第128章へようこそ。

第127章で、型がメモリ上でどのような姿になるかを見ました。

プリミティブ型のサイズ、アライメント、構造体のパディング、enumのタグとデータ。

これらはすべて、サイズがコンパイル時に確定する型の話でした。

第94章で学んだSized。コンパイル時にサイズが分かる型。

今日のテーマは「メモリ構造」です。スタックとヒープの所有モデルを見ます。

String、Vec、Box。

これらの型は、スタックとヒープの両方にまたがって存在しています。

コードの中にStringを見たとき、メモリの中には何があるのか。

Vecを作ったとき、データはどこにあるのか。

Boxで包んだとき、何が起きているのか。

これらを見ていきます。

前章で、IOの原理を学びました。

CPUと外界の速度差。割り込み。DMA。

今日は、これらが実際にどう動いているかを見ます。

マウスを1ミリ動かす。

手の動きは一瞬。しかしその裏で、物理、画像処理、バス通信、

割り込み、OS処理が連鎖している。

1つのデバイスの動作を、物理層からソフトウェア層まで追いかけます。

第127章へようこそ。

第126章で、型はメモリのレイアウトと解釈規則であると語りました。

同じバイト列でも型が違えば値が変わる。

今日のテーマは「メモリレイアウト」です。型がメモリ上でどのような姿になるかを具体的に見ていきます。

コードの中に整数を書いたとき、メモリの中には何があるのか。

構造体を定義したとき、フィールドはどう並んでいるのか。

enumを使ったとき、バリアントはどう表現されているのか。

これらを知ることで、コードを読んだときにメモリの形が見えるようになります。

ここまで、CPUとメモリの世界を学んできました。

ソースコードが機械語になり、メモリに配置され、CPUが命令を実行する。

この流れは完結している。

しかし、これだけではコンピュータは閉じた箱のままです。

キーボードからの入力を受け取る。画面に結果を表示する。

ディスクにデータを保存する。ネットワークで通信する。

これらはすべて「入出力」、IOです。

今日は、CPUが外の世界とやり取りするとき、

何が起きていて、何が問題になるのかを見ていきます。

第126章へようこそ。

今日のテーマは「メモリという現実」です。

メモリは、これまでの章で何度も登場してきました。

第1章で所有権を学んだとき、「データの所有者は常に1人」と語りました。

第20章でスタックとヒープを学んだとき、二つのメモリ領域の性質の違いを語りました。

第71章でキャッシュと局所性を学んだとき、メモリの物理的な速度差を語りました。

しかし、これらは断片です。

所有権の章でメモリに触れ、スタックの章でメモリに触れ、キャッシュの章でメモリに触れた。

それぞれの文脈で、メモリの一面を見てきた。

今日からは、メモリそのものを中心に据えます。

Rustという言語の制約、仕組み、設計判断。

これらのすべてが、最終的にメモリという物理的現実に帰着する。

所有権はメモリの話です。

借用はメモリの話です。

ライフタイムはメモリの話です。

型はメモリの話です。

トレイトもメモリの話です。

それを、今日から見ていきます。