为什么GCC编译器认为一个嵌套函数(GNU扩展)的地址是“非常量”？

Question

GNU C编译器包含一个称为Nested Functions的C语言扩展，但其中一些点在文档中不够清晰。例如，它说：

通过存储其地址或将地址传递给另一个函数，可以从其名称范围之外调用嵌套函数。

如果在包含函数退出后通过其地址调用嵌套函数，则会出现问题。

如果在包含作用域级别退出后尝试调用它，并且它引用了不再在作用域内的某些变量，则您可能很幸运，但冒险并不明智。

然而，如果嵌套函数不引用任何已超出范围的内容，则应该是安全的。

因此，一方面，它说如果在包含函数退出后调用嵌套函数，“将会出现问题”，但是在几句话之后，它说有情况可以这样做。

我想他们所谓的“超出范围的内容”是自动变量，因此特别是重构应该是安全的。

static int f() { ... }

int outer() {
    ... // some use of f
}

进入

int outer() {
    int f() { ... } // f does not refer to outer's local variables
    ... // some use of f
}

如果模块中没有其他对f的使用，除了在outer函数中，即使假设outer函数以某种方式泄漏f地址超出其自身范围。

然而，我惊讶地发现以下代码无法编译

int main(void) {
    void nested_function(void) {}

    static const struct { void (*function_pointer)(void); } s = {
        .function_pointer = nested_function
    };

    return 0;
}

这个投诉是说初始化元素不是常量（即nested_function）。

这个限制有什么原因吗？（我无法想象一个函数的地址是非常量的，即使它是嵌套的）

- Maciek Godek

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第一段讨论的是“超出名称范围”，而不是函数退出后的情况。也就是说，它可以作为参数传递给另一个函数从包含函数内部，该函数具有不同的作用域，并且看不到嵌套函数的名称。 - Eugene Sh.

Answer 1

在当前的GCC实现中，嵌套函数的不必要的静态链指针仅在优化期间被省略。它不反映在类型系统中（不像C++ lambda没有绑定任何东西）。如果没有进行优化，则编译器必须在栈上创建一个跳板，因此在这种情况下函数地址实际上是非常量。

- Florian Weimer