c - 为什么要重新加载 C 中的静态局部变量？

Question

我发现了一个关于局部静态变量的有趣行为。编译器每次都尝试重新加载它们。以下是代码示例。

extern void extern_proc(int a, int b);
void a_proc_s() {
    static int a_var = 0;
    a_var++;
    extern_proc(a_var, 1);
    extern_proc(a_var, 2);
    extern_proc(a_var, 3);
    extern_proc(a_var, 4);
    extern_proc(a_var, 5);
    extern_proc(a_var, 6);
}
void a_proc_r() {
    static int a_var = 0;
    register int r_var = ++a_var;
    extern_proc(r_var, 1);
    extern_proc(r_var, 2);
    extern_proc(r_var, 3);
    extern_proc(r_var, 4);
    extern_proc(r_var, 5);
    extern_proc(r_var, 6);
}

每次调用 extern_proc 时，函数 a_proc_s 都会尝试从内存中重新加载 a_var。函数 a_proc_r 将使用寄存器的本地副本。 为什么编译器不能在前一个函数中优化这个负载？

下面是来自 x86_64 汇编程序的有趣片段。其他架构类似。

;Fragment for a_proc_s
movl    a_proc_s.a_var(%rip), %edi
movl    $2, %esi
callq   extern_proc
movl    a_proc_s.a_var(%rip), %edi
movl    $3, %esi
callq   extern_proc

;Fragment for a_proc_r
movl    $2, %esi
movl    %ebx, %edi
callq   extern_proc
movl    $3, %esi
movl    %ebx, %edi
callq   extern_proc

GCC Explorer

Answer 1

编译器无法确保 extern_proc 永远不会调用 a_proc_s，修改静态变量。