c语言中的函数嵌套

一 概要

C语言标准c89和c99中并不支持函数嵌套功能，它是GUN C的一个拓展，所以在gcc中是可以支持函数嵌套的，gcc对嵌套函数的说明如下：

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Nested-Functions.html

二 实现

gcc主要通过Trampoline实现函数嵌套功能，那么什么是Trampoline呢？

Trampoline其实就是一段存在于栈上的可执行代码，它由运行时动态生成，通过运行栈上的这段代码跳转到真正的目的代码处。

至于函数嵌套为何要通过Trampoline去实现，这还得从嵌套函数的特点说起，因为它能够访问容器函数中的局部变量：

bar (int *array, int offset, int size){  int access (int *array, int index)    { return array[index + offset]; }  int i;  /* … */  for (i = 0; i < size; i++)    /* … */ access (array, i) /* … */}

其中offset就是容器函数中的变量，可以在嵌套函数中直接引用，这看起来似乎不难实现：通过sp+offset即可轻松访问容器函数的栈变量，但还有一种情况必须要考虑，那就是嵌套函数不仅仅可以在容器函数中直接调用，还可能通过函数指针在其他函数中间接调用，这时活动栈帧布局跟容器函数就不一样了，通过sp+offset访问到的不再是容器函数中的对应变量位置了，这样就会得到意想不到的结果。

Trampoline可以有效的避免这种情况，因为Trampoline存在于容器函数的栈上，相对于要访问的容器函数的变量相对位置是固定的，所以不管怎么调用嵌套函数，执行的都是栈上的Trampoline，这样访问到的容器函数的变量位置总是正确的。不过这要求在嵌套函数调用时容器函数不能退出，否则栈上的Trampoline可能会被覆盖，同样会得到意想不到的结果。

三 优缺点

优点：函数调用时不用传递大量的参数；

缺点：代码移植性差，因为只有gcc支持，另外这要求栈是可执行的，不满足安全需求；

四 补充说明

如果嵌套函数中不引用容器函数中的任何变量，那么嵌套函数会被提升为普通函数，通过上面原理的分析，这点应该很好理解。