c - 数组函数参数声明中的静态关键字

Question

这里解释6.7.6.3/7是什么意思:

If the keyword static also appears within the [ and ] of the array type derivation, then for each call to the function, the value of the corresponding actual argument shall provide access to the first element of an array with at least as many elements as specified by the size expression.

不是很清楚是什么意思。我运行了以下示例:

main.c

#include "func.h"

int main(void){
    char test[4] = "123";
    printf("%c\n", test_func(2, test));
}

test_func 的 2 种不同实现方式:

1. 静态版本

func.h

char test_func(size_t idx, const char[const static 4]);

func.c

char test_func(size_t idx, const char arr[const static 4]){
    return arr[idx];
} 

1. 非静态版本

func.h

char test_func(size_t idx, const char[const 4]);

func.c

char test_func(size_t idx, const char arr[const 4]){
    return arr[idx];
}

我检查了两种情况下函数的gcc 7.4.0 -O3编译的汇编代码，结果完全相同:

函数反汇编

(gdb) disas main
sub    rsp,0x18
mov    edi,0x2
lea    rsi,[rsp+0x4]
mov    DWORD PTR [rsp+0x4],0x333231
mov    rax,QWORD PTR fs:0x28
mov    QWORD PTR [rsp+0x8],rax
xor    eax,eax
call   0x740 <test_func>
[...]

(gdb) disas test_func 
movzx  eax,BYTE PTR [rsi+rdi*1]
ret  

您能否举例说明 static 关键字与非静态关键字相比有一些好处(或任何差异)？

Answer 1

这是一个示例，其中 static 实际上有所作为:

unsigned foo(unsigned a[2])
{
    return a[0] ? a[0] * a[1] : 0;
}

clang(对于 x86-64，带有 -O3)将其编译为

foo:
        mov     eax, dword ptr [rdi]
        test    eax, eax
        je      .LBB0_1
        imul    eax, dword ptr [rdi + 4]
        ret
.LBB0_1:
        xor     eax, eax
        ret

但是将函数参数替换为unsigned a[static 2]后，结果就很简单了

foo:
        mov     eax, dword ptr [rdi + 4]
        imul    eax, dword ptr [rdi]
        ret

条件分支不是必需的，因为无论 a[0] 是否为零，a[0] * a[1] 都会计算出正确的结果。但是如果没有 static 关键字，编译器就不能假设 a[1] 可以访问，因此必须检查 a[0]。

目前只有clang做这个优化； ICC 和 gcc 在这两种情况下生成相同的代码。