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我最近发现 gcc 允许定义嵌套函数。在我看来，这是一个很酷的功能，但我想知道如何实现它。

虽然通过将上下文指针作为隐藏参数传递来实现嵌套函数的直接调用当然不难，但 gcc 还允许获取指向嵌套函数的指针并将此指针传递给任意其他函数，该函数反过来可以调用嵌套函数上下文的功能。因为调用嵌套函数的函数只有要调用的嵌套函数的类型，所以它显然不能传递上下文指针。

我知道，像 Haskell 这样具有更复杂调用约定的其他语言允许部分应用程序支持这些东西，但我认为在 C 中没有办法做到这一点。如何实现这一点？

这是一个说明问题的小例子：

int foo(int x,int(*f)(int,int(*)(void))) {
  int counter = 0;
  int g(void) { return counter++; }

  return f(x,g);
}

这个函数调用一个函数，该函数调用一个从上下文返回一个计数器并同时递增它的函数。

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GCC 使用一种叫做蹦床的东西。

信息： http: //gcc.gnu.org/onlinedocs/gccint/Trampolines.html

蹦床是 GCC 在堆栈中创建的一段代码，当您需要指向嵌套函数的指针时使用。在您的代码中，蹦床是必要的，因为您将g作为参数传递给函数调用。蹦床初始化一些寄存器，以便嵌套函数可以引用外部函数中的变量，然后跳转到嵌套函数本身。蹦床非常小——你从蹦床上“弹回”并进入嵌套函数的主体。

以这种方式使用嵌套函数需要一个可执行堆栈，现在不鼓励这样做。真的没有办法解决它。

蹦床的解剖：

这是 GCC 的扩展 C 中嵌套函数的示例：

void func(int (*param)(int));

void outer(int x)
{
    int nested(int y)
    {
        // If x is not used somewhere in here,
        // then the function will be "lifted" into
        // a normal, non-nested function.
        return x + y;
    }
    func(nested);
}

它非常简单，所以我们可以看到它是如何工作的。以下是 的结果组装outer，减去一些东西：

subq    $40, %rsp
movl    $nested.1594, %edx
movl    %edi, (%rsp)
leaq    4(%rsp), %rdi
movw    $-17599, 4(%rsp)
movq    %rsp, 8(%rdi)
movl    %edx, 2(%rdi)
movw    $-17847, 6(%rdi)
movw    $-183, 16(%rdi)
movb    $-29, 18(%rdi)
call    func
addq    $40, %rsp
ret

您会注意到它所做的大部分工作是将寄存器和常量写入堆栈。我们可以继续下去，发现在 SP+4 处，它放置了一个 19 字节的对象，其中包含以下数据（在 GAS 语法中）：

.word -17599
.int $nested.1594
.word -17847
.quad %rsp
.word -183
.byte -29

这很容易通过反汇编程序运行。假设$nested.1594是0x01234567和%rsp是0x0123456789abcdef。由 提供的反汇编结果objdump为：

   0: 41 bb 67 45 23 01 移动 $0x1234567,%r11d
   6: 49 ba ef cd ab 89 67 mov $0x123456789abcdef,%r10
   电话：45 23 01
  10: 49 ff e3 rex.WB jmpq *%r11

因此，蹦床将外部函数的堆栈指针加载%r10到嵌套函数的主体中并跳转。嵌套函数体如下所示：

movl    (%r10), %eax
addl    %edi, %eax
ret

如您所见，嵌套函数用于%r10访问外部函数的变量。

当然，蹦床比嵌套函数本身大是相当愚蠢的。你可以轻松地做得更好。但是使用这个功能的人并不多，这样，无论嵌套函数有多大，蹦床都可以保持相同的大小（19 字节）。

最后说明：在程序集的底部，有一个 final 指令：

.section .note.GNU-stack,"x",@progbits

这指示链接器将堆栈标记为可执行。

于 2011-11-18T08:24:07.883 回答