【知识科普】C语言的static究竟限制了谁

RTThread物联网操作系统 2023-08-02 535

描述

【知识科普】C语言的static究竟限制了谁？

这是一个有趣的话题，虽然说教科书给了你一些说法，但你真正能把static说清楚吗？本文将通过一个案例，给大家做一个深度的拆解分析。

注：在本文的讨论中，无明确说明时，指的都是static修饰函数，而非变量。

1 问题来源

最近的几个月一直在维护我的个人专属【嵌入式技术交流群】，平时大家都很积极在群里讨论技术问题。

就在上个星期，在群里收到一个有关static的讨论，我个人觉得挺有意思的，于是打算将其整理成文，希望能够帮助大家更好地理解和应用static这个关键字。

群里的原问题如下：

大佬们，问一个比较低智问题，static修饰的变量不是只能被当前文件所调用吗？为什么这里在其他.c文件可以调用get_board_led_opr这个函数获取board_demo_led_opr这个变量的值。

RT-Thread

2 关于上述问题的答疑

这个问题群里也给出了一些参考答案，而我一开始的回答，并没有直接回答答案，而是随手提出了3个问题：

问自己几个问题：

1.get函数返回什么地址(各种地址)语法上有约束条款吗？

2.static修饰的全局变量存放在哪里？它的地址是什么样的？

3.c语言里面要想访问任意一个地址，从语法层面上，能阻止得了吗？

提问者的回答：

（1）get_board_led_opr函数返回的是一个自定义的结构体get_board_led_opr。但是get_board_led_opr这个结构体被static修饰了。（2）get_board_led_opr结构体放在了board_demo.c中，而调用get_board_led_opr函数是在leddrv.c中。

（3）我询问了另外一个群里面的大佬，他们说，static仅仅在编译期间有用。在运行状态是无效果的。也就是说，虽然leddrv.c无法直接使用get_board_led_opr这个结构体。但是可以利用get_board_led_opr函数，间接的获取get_board_led_opr这个结构体，因为get_board_led_opr函数和et_board_led_opr这个结构体在同一个.c文件中

上述问题的点关键在于理解两个：

被static修饰之后，这个变量变成了什么？
C语言的万能指针。

首先，被static修饰之后，意味着只有当前的C语言C文件可以直接引用访问它，但是并不代表外部的模块（除当前C文件外的其他C文件）就不能访问它。直接访问肯定是不行的，但是间接的方式肯定是可以的。它的方法就是如上图的代码片段那样，将static变量的地址，以指针的形式传出去给其他模块即可。这里还要理解的一点是，被static修饰的变量是存放在全局的数据区，它的有效生存空间是整一个C工程运行时间内都是有效的。所以你通过指针去访问它，就变成了可能；这也是我们学习指针时，提到的间接访问的最真实体验。

3 教科书里的static

乘此机会，我们来复习一下C语言教科书，对于static关键字，它们是怎么描述的？由于手头标准的教科书，已很难找了，索性问一下ChatGPT，看看它的总结：

在C语言中，static关键字有两种主要的用法：静态变量和静态函数。

1. 静态变量：

静态变量是在程序运行期间一直存在的变量，其生命周期从声明处到程序结束。静态变量被存储在静态数据区，不会受到函数的调用和返回的影响，每次进入函数都会保留上一次的值。静态变量可以在函数内部或者全局作用域中声明。在函数内部声明的静态变量只能在该函数内部访问，而在全局作用域中声明的静态变量可以在整个文件中访问。静态变量的主要作用：- 维护变量的持久状态，保持值的连续性。- 限制变量的作用域，只能在函数内或者文件内访问。- 避免与同名的全局变量产生冲突。示例代码：

void func()

{

static int count = 0; // 定义一个静态变量

count++;

printf(“Count: %d ”, count);

}

int main()

{

func(); // 输出：Count: 1

func(); // 输出：Count: 2

func(); // 输出：Count: 3

return 0;

}

2. 静态函数：

静态函数是只能在当前源文件中使用的函数，其作用于只限于声明所在的文件，无法被其他文件调用。使用static关键字修饰函数，可以实现函数的隐藏和封装。因此，静态函数的主要作用是限制函数的作用域，防止其他文件访问该函数，避免命名冲突，并且提高代码的可读性和可维护性。示例代码：

static void util_func(int value)

{

printf(“Value: %d ”, value);

}

int main()

{

util_func(10); // 可以在当前文件中调用util_func函数

return 0;

}

总结：static关键字在C语言中的用法主要有静态变量和静态函数。静态变量用于维护变量的持久状态和限制作用域，静态函数用于限制函数的作用域和提高代码的可读性。

基本从ChatGPT的总结，可以了解清楚static的使用；不过它上面未提及到的一点是：

在static修饰的静态变量中，有两种情况，一种是修饰全局的变量，叫静态全局变量；另一种是修饰局部变量，叫静态局部变量（其实如果从作用周期的时间来看，它也是全局的）。ChatGPT中演示的静态局部变量，它的作用域就仅限于定义变量的这个函数内（准确说是，定义变量的大括号范围内）；一旦出了这个作用域，是没有办法访问到的。而静态全局变量，它的作用域又比静态局部变量更宽泛些，它可以允许定义静态全局变量的整个C文件内，都可以访问它；但是之外的，其他C文件是无法访问的。综上，static关键字，主要强调的是静态的这个含义，无非就是作用域的大小问题。 4 C语言的static究竟限制了谁？

从编译原理和编译流程来拆解这个，问题的答案就很快就能出来。我们就以第3小节中，ChatGPT给出的示例代码为例，深度拆解一下这个static。在正式拆解之前，需要具备一些前置知识：C语言的编译流程。曾经，我写过一篇相关的文章，大家可以提前参考下，一文带你了解C代码到底是如何被编译的在这里，我不打算一一搬过来，仅仅把一张图贴过来参考：

RT-Thread

我们顺着这个思路来拆解跟踪一下代码里面的 static。

编写C代码（C源代码里面的static）

1main.c 2#include 3static int g_count = 0; 4void func() 5{ 6 static int l_count = 0; // 定义一个静态局部变量 7 l_count++; 8 g_count++; 9 printf("l_count: %d, g_count: %d ", l_count, g_count); 10} 11static void util_func(int value) //定义一个静态函数 12{ 13 printf("Value: %d ", value); 14} 15extern void test_func(void); 16int main() 17{ 18 func();//输出：l_count:1 19 func();//输出：l_count:2 20 func();//输出：l_count:3 21 util_func(10);//可以在当前文件中调用util_func函数，输出：Value: 10 22 test_func(); // 调用test.c中的函数 23 return 0; 24}

1test.c 2// 假设它们都是可以访问的 3extern int l_count; 4extern int g_count; 5extern void util_func(int value); 6void test_func(void) 7{ 8#if 0 9 l_count++; // 访问l_count静态局部变量，编译报错 10 g_count++; // 访问g_count静态全局变量，编译报错 11 util_func(100); // 调用main.c中的static函数，编译报错 12#endif 13}

当test_func中的if-0打开后，根据我们上面的理论分析，肯定是编译不过的，如下：

1test_static$ gcc -o test *.c 2/usr/bin/ld: /tmp/ccawkyDR.o: in function `test_func': 3test.c:(.text+0xa): undefined reference to `l_count' 4/usr/bin/ld: test.c:(.text+0x13): undefined reference to `l_count' 5/usr/bin/ld: test.c:(.text+0x19): undefined reference to `g_count' 6/usr/bin/ld: test.c:(.text+0x22): undefined reference to `g_count' 7/usr/bin/ld: test.c:(.text+0x2c): undefined reference to `util_func' 8collect2: error: ld returned 1 exit status

像这种就是很明显的找不到变量或函数的实现体，从而出现找不到引用的链接错误。

去掉这些引用后（if-0）打开，即可编译成功，且能够正常运行。

1test_static$ gcc -o test *.c 2test_static$ ./test 3l_count: 1, g_count: 1 4l_count: 2, g_count: 2 5l_count: 3, g_count: 3 6Value: 10

分步拆解1：先看预处理后static的情况

使用的命令下：gcc -c -o main.o main.c -save-temps=obj

这时候我们可以看到 main.i main.s main.o 这几个文件。

先看main.i 的内容：

1忽略前面对头文件内容的搬运 2# 873 "/usr/include/stdio.h" 3 4 3# 2 "main.c" 2 4# 3 "main.c" 5static int g_count = 0; 6void func() 7{ 8 static int l_count = 0; 9 l_count++; 10 g_count++; 11 printf("l_count: %d, g_count: %d ", l_count, g_count); 12} 13static void util_func(int value) 14{ 15 printf("Value: %d ", value); 16} 17extern void test_func(void); 18int main() 19{ 20 func(); 21 func(); 22 func(); 23 util_func(10); 24 test_func(); 25 return 0;

从上基本可以看到，static还是在的，并且整一个预处理后的代码，基本保留了源代码的样子（原因是我们并没有使用类似宏定义的内容）。

拆解第2步：看看汇编文件有没有static的影子

这时候我们要查看的是 main.s 文件：

1test_static$ cat main.s 2 .file "main.c" 3 .text 4 .local g_count 5 .comm g_count,4,4 6 .section .rodata 7.LC0: 8 .string "l_count: %d, g_count: %d " 9 .text 10 .globl func 11 .type func, @function 12func: 13.LFB0: 14 .cfi_startproc 15 endbr64 16 pushq %rbp 17 .cfi_def_cfa_offset 16 18 .cfi_offset 6, -16 19 movq %rsp, %rbp 20 .cfi_def_cfa_register 6 21 movl l_count.2316(%rip), %eax 22 addl $1, %eax 23 movl %eax, l_count.2316(%rip) 24 movl g_count(%rip), %eax 25 addl $1, %eax 26 movl %eax, g_count(%rip) 27 movl g_count(%rip), %edx 28 movl l_count.2316(%rip), %eax 29 movl %eax, %esi 30 leaq .LC0(%rip), %rdi 31 movl $0, %eax 32 call printf@PLT 33 nop 34 popq %rbp 35 .cfi_def_cfa 7, 8 36 ret 37 .cfi_endproc 38.LFE0: 39 .size func, .-func 40 .section .rodata 41.LC1: 42 .string "Value: %d " 43 .text 44 .type util_func, @function 45util_func: 46.LFB1: 47 .cfi_startproc 48 endbr64 49 pushq %rbp 50 .cfi_def_cfa_offset 16 51 .cfi_offset 6, -16 52 movq %rsp, %rbp 53 .cfi_def_cfa_register 6 54 subq $16, %rsp 55 movl %edi, -4(%rbp) 56 movl -4(%rbp), %eax 57 movl %eax, %esi 58 leaq .LC1(%rip), %rdi 59 movl $0, %eax 60 call printf@PLT 61 nop 62 leave 63 .cfi_def_cfa 7, 8 64 ret 65 .cfi_endproc 66.LFE1: 67 .size util_func, .-util_func 68 .globl main 69 .type main, @function 70main: 71.LFB2: 72 .cfi_startproc 73 endbr64 74 pushq %rbp 75 .cfi_def_cfa_offset 16 76 .cfi_offset 6, -16 77 movq %rsp, %rbp 78 .cfi_def_cfa_register 6 79 movl $0, %eax 80 call func 81 movl $0, %eax 82 call func 83 movl $0, %eax 84 call func 85 movl $10, %edi 86 call util_func 87 call test_func@PLT 88 movl $0, %eax 89 popq %rbp 90 .cfi_def_cfa 7, 8 91 ret 92 .cfi_endproc 93.LFE2: 94 .size main, .-main 95 .local l_count.2316 96 .comm l_count.2316,4,4 97 .ident "GCC: (Ubuntu 9.4.0-1ubuntu1~20.04.1) 9.4.0" 98 .section .note.GNU-stack,"",@progbits 99 .section .note.gnu.property,"a" 100 .align 8 101 .long 1f - 0f 102 .long 4f - 1f 103 .long 5 1040: 105 .string "GNU" 1061: 107 .align 8 108 .long 0xc0000002 109 .long 3f - 2f 1102: 111 .long 0x3 1123: 113 .align 8 1144:

初一打开，可能有种不太认识的感觉，没关系，我们先找到我们能认识的东西。

先找到被static修饰过的内容（静态全局变量、静态局部变量、静态函数）。

1）静态全局变量g_count：

1 .file "main.c" 2 .text 3 .local g_count 4 .comm g_count,4,4 5 .section .rodata

2）静态局部变量l_count:

1.LFE2: 2 .size main, .-main 3 .local l_count.2316 4 .comm l_count.2316,4,4

3）静态函数util_func:

1 .string "Value: %d " 2 .text 3 .type util_func, @function 4util_func: 5.LFB1: 6 .cfi_startproc 7 endbr64 8 pushq %rbp 9 .cfi_def_cfa_offset 16 10 .cfi_offset 6, -16 11 movq %rsp, %rbp 12 .cfi_def_cfa_register 6 13 subq $16, %rsp 14 movl %edi, -4(%rbp) 15 movl -4(%rbp), %eax 16 movl %eax, %esi 17 leaq .LC1(%rip), %rdi 18 movl $0, %eax 19 call printf@PLT 20 nop 21 leave 22 .cfi_def_cfa 7, 8 23 ret 24 .cfi_endproc

由于我们只是对main.c进行汇编，所以看不出全貌，但是能够确认的是，在汇编文件中，static已经消失了，换句话说，接下来就没static啥事情了，而是转为其他信息了。我们接着往下拆解。

拆解第3步：obj文件里面确认没有static的要素吗？

我们看下main.o文件，由于它不是可读文件，所以得用其他指令分析下：

1test_static$ readelf -a main.o 2ELF Header: 3 Magic: 7f 45 4c 46 02 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00 4 Class: ELF64 5 Data: 2's complement, little endian 6 Version: 1 (current) 7 OS/ABI: UNIX - System V 8 ABI Version: 0 9 Type: REL (Relocatable file) 10 Machine: Advanced Micro Devices X86-64 11 Version: 0x1 12 Entry point address: 0x0 13 Start of program headers: 0 (bytes into file) 14 Start of section headers: 1520 (bytes into file) 15 Flags: 0x0 16 Size of this header: 64 (bytes) 17 Size of program headers: 0 (bytes) 18 Number of program headers: 0 19 Size of section headers: 64 (bytes) 20 Number of section headers: 14 21 Section header string table index: 13 22Section Headers: 23 [Nr] Name Type Address Offset 24 Size EntSize Flags Link Info Align 25 [ 0] NULL 0000000000000000 00000000 26 0000000000000000 0000000000000000 0 0 0 27 [ 1] .text PROGBITS 0000000000000000 00000040 28 00000000000000ac 0000000000000000 AX 0 0 1 29 [ 2] .rela.text RELA 0000000000000000 000003e0 30 0000000000000150 0000000000000018 I 11 1 8 31 [ 3] .data PROGBITS 0000000000000000 000000ec 32 0000000000000000 0000000000000000 WA 0 0 1 33 [ 4] .bss NOBITS 0000000000000000 000000ec 34 0000000000000008 0000000000000000 WA 0 0 4 35 [ 5] .rodata PROGBITS 0000000000000000 000000ec 36 0000000000000025 0000000000000000 A 0 0 1 37 [ 6] .comment PROGBITS 0000000000000000 00000111 38 000000000000002c 0000000000000001 MS 0 0 1 39 [ 7] .note.GNU-stack PROGBITS 0000000000000000 0000013d 40 0000000000000000 0000000000000000 0 0 1 41 [ 8] .note.gnu.propert NOTE 0000000000000000 00000140 42 0000000000000020 0000000000000000 A 0 0 8 43 [ 9] .eh_frame PROGBITS 0000000000000000 00000160 44 0000000000000078 0000000000000000 A 0 0 8 45 [10] .rela.eh_frame RELA 0000000000000000 00000530 46 0000000000000048 0000000000000018 I 11 9 8 47 [11] .symtab SYMTAB 0000000000000000 000001d8 48 00000000000001b0 0000000000000018 12 13 8 49 [12] .strtab STRTAB 0000000000000000 00000388 50 0000000000000053 0000000000000000 0 0 1 51 [13] .shstrtab STRTAB 0000000000000000 00000578 52 0000000000000074 0000000000000000 0 0 1 53Key to Flags: 54 W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings), I (info), 55 L (link order), O (extra OS processing required), G (group), T (TLS), 56 C (compressed), x (unknown), o (OS specific), E (exclude), 57 l (large), p (processor specific) 58There are no section groups in this file. 59There are no program headers in this file. 60There is no dynamic section in this file. 61Relocation section '.rela.text' at offset 0x3e0 contains 14 entries: 62 Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend 6300000000000a 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss + 0 64000000000013 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss + 0 65000000000019 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss - 4 66000000000022 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss - 4 67000000000028 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss - 4 6800000000002e 000400000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .bss + 0 69000000000037 000600000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .rodata - 4 70000000000041 000f00000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 printf - 4 7100000000005f 000600000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .rodata + 16 72000000000069 000f00000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 printf - 4 7300000000007e 000d00000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 func - 4 74000000000088 000d00000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 func - 4 75000000000092 000d00000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 func - 4 760000000000a1 001100000004 R_X86_64_PLT32 0000000000000000 test_func - 4 77Relocation section '.rela.eh_frame' at offset 0x530 contains 3 entries: 78 Offset Info Type Sym. Value Sym. Name + Addend 79000000000020 000200000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .text + 0 80000000000040 000200000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .text + 48 81000000000060 000200000002 R_X86_64_PC32 0000000000000000 .text + 70 82The decoding of unwind sections for machine type Advanced Micro Devices X86-64 is not currently supported. 83Symbol table '.symtab' contains 18 entries: 84 Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name 85 0: 0000000000000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND 86 1: 0000000000000000 0 FILE LOCAL DEFAULT ABS main.c 87 2: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1 88 3: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3 89 4: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4 90 5: 0000000000000000 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 4 g_count 91 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 92 7: 0000000000000004 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 4 l_count.2316 93 8: 0000000000000048 40 FUNC LOCAL DEFAULT 1 util_func 94 9: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 7 95 10: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 8 96 11: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 9 97 12: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6 98 13: 0000000000000000 72 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 func 99 14: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ 100 15: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND printf 101 16: 0000000000000070 60 FUNC GLOBAL DEFAULT 1 main 102 17: 0000000000000000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT UND test_func 103No version information found in this file. 104Displaying notes found in: .note.gnu.property 105 Owner Data size Description 106 GNU 0x00000010 NT_GNU_PROPERTY_TYPE_0 107 Properties: x86 feature: IBT, SHSTK 108recan@ubuntu:~/win_share_workspace/test_share/test_static$

从上面可以看到，g_count、l_count、util_func 都被 LOCAL 修饰了,而非 GLOBAL 的：

1 5: 0000000000000000 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 4 g_count 2 6: 0000000000000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5 3 7: 0000000000000004 4 OBJECT LOCAL DEFAULT 4 l_count.2316 4 8: 0000000000000048 40 FUNC LOCAL DEFAULT 1 util_func

究竟这两者修饰有啥区别，会产生什么影响呢？我们接着往下拆解。

拆解第4步：链接后的可执行文件反汇编

前面也说到了，由于我们都只看到 main这个C文件相关预处理、汇编、obj内容，而没有看到整个可执行文件的全貌。

执行反汇编看看：

1test_static$ objdump -l -d -x -s -S test 2test: file format elf64-x86-64 3test 4architecture: i386:x86-64, flags 0x00000150: 5HAS_SYMS, DYNAMIC, D_PAGED 6start address 0x0000000000001060 7Program Header: 8 PHDR off 0x0000000000000040 vaddr 0x0000000000000040 paddr 0x0000000000000040 align 2**3 9 filesz 0x00000000000002d8 memsz 0x00000000000002d8 flags r-- 10 INTERP off 0x0000000000000318 vaddr 0x0000000000000318 paddr 0x0000000000000318 align 2**0 11 filesz 0x000000000000001c memsz 0x000000000000001c flags r-- 12 LOAD off 0x0000000000000000 vaddr 0x0000000000000000 paddr 0x0000000000000000 align 2**12 13 filesz 0x0000000000000600 memsz 0x0000000000000600 flags r-- 14 LOAD off 0x0000000000001000 vaddr 0x0000000000001000 paddr 0x0000000000001000 align 2**12 15 filesz 0x0000000000000285 memsz 0x0000000000000285 flags r-x 16 LOAD off 0x0000000000002000 vaddr 0x0000000000002000 paddr 0x0000000000002000 align 2**12 17 filesz 0x00000000000001f0 memsz 0x00000000000001f0 flags r-- 18 LOAD off 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201Disassembly of section .init: 2020000000000001000 <_init>: 203_init(): 204 1000: f3 0f 1e fa endbr64 205 1004: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp 206 1008: 48 8b 05 d9 2f 00 00 mov 0x2fd9(%rip),%rax # 3fe8 <__gmon_start__> 207 100f: 48 85 c0 test %rax,%rax 208 1012: 74 02 je 1016 <_init+0x16> 209 1014: ff d0 callq *%rax 210 1016: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp 211 101a: c3 retq 212Disassembly of section .plt: 2130000000000001020 <.plt>: 214 1020: ff 35 9a 2f 00 00 pushq 0x2f9a(%rip) # 3fc0 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x8> 215 1026: f2 ff 25 9b 2f 00 00 bnd jmpq *0x2f9b(%rip) # 3fc8 <_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+0x10> 216 102d: 0f 1f 00 nopl (%rax) 217 1030: f3 0f 1e fa endbr64 218 1034: 68 00 00 00 00 pushq $0x0 219 1039: f2 e9 e1 ff ff ff bnd jmpq 1020 <.plt> 220 103f: 90 nop 221Disassembly of section .plt.got: 2220000000000001040 <__cxa_finalize@plt>: 223 1040: f3 0f 1e fa endbr64 224 1044: f2 ff 25 ad 2f 00 00 bnd jmpq *0x2fad(%rip) # 3ff8 <__cxa_finalize@GLIBC_2.2.5> 225 104b: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1) 226Disassembly of section .plt.sec: 2270000000000001050 : 228 1050: f3 0f 1e fa endbr64 229 1054: f2 ff 25 75 2f 00 00 bnd jmpq *0x2f75(%rip) # 3fd0 @glibc_2.2.5> 230 105b: 0f 1f 44 00 00 nopl 0x0(%rax,%rax,1) 231Disassembly of section .text: 2320000000000001060 <_start>: 233_start(): 234 1060: f3 0f 1e fa endbr64 235 1064: 31 ed xor %ebp,%ebp 236 1066: 49 89 d1 mov %rdx,%r9 237 1069: 5e pop %rsi 238 106a: 48 89 e2 mov %rsp,%rdx 239 106d: 48 83 e4 f0 and $0xfffffffffffffff0,%rsp 240 1071: 50 push %rax 241 1072: 54 push %rsp 242 1073: 4c 8d 05 f6 01 00 00 lea 0x1f6(%rip),%r8 # 1270 <__libc_csu_fini> 243 107a: 48 8d 0d 7f 01 00 00 lea 0x17f(%rip),%rcx # 1200 <__libc_csu_init> 244 1081: 48 8d 3d 31 01 00 00 lea 0x131(%rip),%rdi # 11b9 245 1088: ff 15 52 2f 00 00 callq *0x2f52(%rip) # 3fe0 <__libc_start_main@GLIBC_2.2.5> 246 108e: f4 hlt 247 108f: 90 nop 2480000000000001090 : 249deregister_tm_clones(): 250 1090: 48 8d 3d 79 2f 00 00 lea 0x2f79(%rip),%rdi # 4010 <__TMC_END__> 251 1097: 48 8d 05 72 2f 00 00 lea 0x2f72(%rip),%rax # 4010 <__TMC_END__> 252 109e: 48 39 f8 cmp %rdi,%rax 253 10a1: 74 15 je 10b8 0x28> 254 10a3: 48 8b 05 2e 2f 00 00 mov 0x2f2e(%rip),%rax # 3fd8 <_ITM_deregisterTMCloneTable> 255 10aa: 48 85 c0 test %rax,%rax 256 10ad: 74 09 je 10b8 0x28> 257 10af: ff e0 jmpq *%rax 258 10b1: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax) 259 10b8: c3 retq 260 10b9: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax) 26100000000000010c0 : 262register_tm_clones(): 263 10c0: 48 8d 3d 49 2f 00 00 lea 0x2f49(%rip),%rdi # 4010 <__TMC_END__> 264 10c7: 48 8d 35 42 2f 00 00 lea 0x2f42(%rip),%rsi # 4010 <__TMC_END__> 265 10ce: 48 29 fe sub %rdi,%rsi 266 10d1: 48 89 f0 mov %rsi,%rax 267 10d4: 48 c1 ee 3f shr $0x3f,%rsi 268 10d8: 48 c1 f8 03 sar $0x3,%rax 269 10dc: 48 01 c6 add %rax,%rsi 270 10df: 48 d1 fe sar %rsi 271 10e2: 74 14 je 10f8 0x38> 272 10e4: 48 8b 05 05 2f 00 00 mov 0x2f05(%rip),%rax # 3ff0 <_ITM_registerTMCloneTable> 273 10eb: 48 85 c0 test %rax,%rax 274 10ee: 74 08 je 10f8 0x38> 275 10f0: ff e0 jmpq *%rax 276 10f2: 66 0f 1f 44 00 00 nopw 0x0(%rax,%rax,1) 277 10f8: c3 retq 278 10f9: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax) 2790000000000001100 <__do_global_dtors_aux>: 280__do_global_dtors_aux(): 281 1100: f3 0f 1e fa endbr64 282 1104: 80 3d 05 2f 00 00 00 cmpb $0x0,0x2f05(%rip) # 4010 <__TMC_END__> 283 110b: 75 2b jne 1138 <__do_global_dtors_aux+0x38> 284 110d: 55 push %rbp 285 110e: 48 83 3d e2 2e 00 00 cmpq $0x0,0x2ee2(%rip) # 3ff8 <__cxa_finalize@GLIBC_2.2.5> 286 1115: 00 287 1116: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 288 1119: 74 0c je 1127 <__do_global_dtors_aux+0x27> 289 111b: 48 8b 3d e6 2e 00 00 mov 0x2ee6(%rip),%rdi # 4008 <__dso_handle> 290 1122: e8 19 ff ff ff callq 1040 <__cxa_finalize@plt> 291 1127: e8 64 ff ff ff callq 1090 292 112c: c6 05 dd 2e 00 00 01 movb $0x1,0x2edd(%rip) # 4010 <__TMC_END__> 293 1133: 5d pop %rbp 294 1134: c3 retq 295 1135: 0f 1f 00 nopl (%rax) 296 1138: c3 retq 297 1139: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax) 2980000000000001140 : 299frame_dummy(): 300 1140: f3 0f 1e fa endbr64 301 1144: e9 77 ff ff ff jmpq 10c0 3020000000000001149 : 303func(): 304 1149: f3 0f 1e fa endbr64 305 114d: 55 push %rbp 306 114e: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 307 1151: 8b 05 c1 2e 00 00 mov 0x2ec1(%rip),%eax # 4018 308 1157: 83 c0 01 add $0x1,%eax 309 115a: 89 05 b8 2e 00 00 mov %eax,0x2eb8(%rip) # 4018 310 1160: 8b 05 ae 2e 00 00 mov 0x2eae(%rip),%eax # 4014 311 1166: 83 c0 01 add $0x1,%eax 312 1169: 89 05 a5 2e 00 00 mov %eax,0x2ea5(%rip) # 4014 313 116f: 8b 15 9f 2e 00 00 mov 0x2e9f(%rip),%edx # 4014 314 1175: 8b 05 9d 2e 00 00 mov 0x2e9d(%rip),%eax # 4018 315 117b: 89 c6 mov %eax,%esi 316 117d: 48 8d 3d 80 0e 00 00 lea 0xe80(%rip),%rdi # 2004 <_IO_stdin_used+0x4> 317 1184: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 318 1189: e8 c2 fe ff ff callq 1050 319 118e: 90 nop 320 118f: 5d pop %rbp 321 1190: c3 retq 3220000000000001191 : 323util_func(): 324 1191: f3 0f 1e fa endbr64 325 1195: 55 push %rbp 326 1196: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 327 1199: 48 83 ec 10 sub $0x10,%rsp 328 119d: 89 7d fc mov %edi,-0x4(%rbp) 329 11a0: 8b 45 fc mov -0x4(%rbp),%eax 330 11a3: 89 c6 mov %eax,%esi 331 11a5: 48 8d 3d 72 0e 00 00 lea 0xe72(%rip),%rdi # 201e <_IO_stdin_used+0x1e> 332 11ac: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 333 11b1: e8 9a fe ff ff callq 1050 334 11b6: 90 nop 335 11b7: c9 leaveq 336 11b8: c3 retq 33700000000000011b9 <main>: 338main(): 339 11b9: f3 0f 1e fa endbr64 340 11bd: 55 push %rbp 341 11be: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 342 11c1: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 343 11c6: e8 7e ff ff ff callq 1149 344 11cb: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 345 11d0: e8 74 ff ff ff callq 1149 346 11d5: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 347 11da: e8 6a ff ff ff callq 1149 348 11df: bf 0a 00 00 00 mov $0xa,%edi 349 11e4: e8 a8 ff ff ff callq 1191 350 11e9: e8 07 00 00 00 callq 11f5 351 11ee: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 352 11f3: 5d pop %rbp 353 11f4: c3 retq 35400000000000011f5 : 355test_func(): 356 11f5: f3 0f 1e fa endbr64 357 11f9: 55 push %rbp 358 11fa: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 359 11fd: 90 nop 360 11fe: 5d pop %rbp 361 11ff: c3 retq 3620000000000001200 <__libc_csu_init>: 363__libc_csu_init(): 364 1200: f3 0f 1e fa endbr64 365 1204: 41 57 push %r15 366 1206: 4c 8d 3d ab 2b 00 00 lea 0x2bab(%rip),%r15 # 3db8 <__frame_dummy_init_array_entry> 367 120d: 41 56 push %r14 368 120f: 49 89 d6 mov %rdx,%r14 369 1212: 41 55 push %r13 370 1214: 49 89 f5 mov %rsi,%r13 371 1217: 41 54 push %r12 372 1219: 41 89 fc mov %edi,%r12d 373 121c: 55 push %rbp 374 121d: 48 8d 2d 9c 2b 00 00 lea 0x2b9c(%rip),%rbp # 3dc0 <__do_global_dtors_aux_fini_array_entry> 375 1224: 53 push %rbx 376 1225: 4c 29 fd sub %r15,%rbp 377 1228: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp 378 122c: e8 cf fd ff ff callq 1000 <_init> 379 1231: 48 c1 fd 03 sar $0x3,%rbp 380 1235: 74 1f je 1256 <__libc_csu_init+0x56> 381 1237: 31 db xor %ebx,%ebx 382 1239: 0f 1f 80 00 00 00 00 nopl 0x0(%rax) 383 1240: 4c 89 f2 mov %r14,%rdx 384 1243: 4c 89 ee mov %r13,%rsi 385 1246: 44 89 e7 mov %r12d,%edi 386 1249: 41 ff 14 df callq *(%r15,%rbx,8) 387 124d: 48 83 c3 01 add $0x1,%rbx 388 1251: 48 39 dd cmp %rbx,%rbp 389 1254: 75 ea jne 1240 <__libc_csu_init+0x40> 390 1256: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp 391 125a: 5b pop %rbx 392 125b: 5d pop %rbp 393 125c: 41 5c pop %r12 394 125e: 41 5d pop %r13 395 1260: 41 5e pop %r14 396 1262: 41 5f pop %r15 397 1264: c3 retq 398 1265: 66 66 2e 0f 1f 84 00 data16 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1) 399 126c: 00 00 00 00 4000000000000001270 <__libc_csu_fini>: 401__libc_csu_fini(): 402 1270: f3 0f 1e fa endbr64 403 1274: c3 retq 404Disassembly of section .fini: 4050000000000001278 <_fini>: 406_fini(): 407 1278: f3 0f 1e fa endbr64 408 127c: 48 83 ec 08 sub $0x8,%rsp 409 1280: 48 83 c4 08 add $0x8,%rsp 410 1284: c3 retq @plt>@plt>++++@plt>老规矩，看不懂全部不重要，找你能看得懂的。还是找到 l_count 、g_count、util_test 这几个来吧。 RT-Thread

看样子也没啥特殊的，所以问题的关键还在前一步：链接器那里。综上可知，static的修饰主要是给编译器做了提示，从而生成的obj文件中带了 local属性，这样就告诉链接器，不能扩大这些被local修饰过的内容的使用范围，从而达到了教科书上面说的那样static的作用效果。其实还有一个方法，就是你写一个带static和不带static的，比如都是全局变量的两个，通过反汇编来对比分析，这样也可以快速看出核心区别，就留给读者去探索吧。再留一个疑问：编译器、链接器 如何做到一个static修饰的局部变量，只能被定义的当前函数内访问的？这个问题，有点深入，也留给读者去探索吧。 5 一种绕开static限制的方法

谈到绕开static的限制，其实本文第1小节的那个问题例子就是一个很好的思路和方法。要想绕开static的限制，无非就是：将被static修饰的函数转换为没有被static修饰的函数!或者将被static修饰的变量转换为没有被static修饰的变量！这个做法，还有一个行业名词叫：封装。在第1小节中，代码中演示的是将被static修饰的变量，通过传出其地址，以指针的形式导出给外部模块使用。下面的代码片段，将展示将被static修饰的函数，转换为没有被static修饰的函数，从而给外部模块使用。

1test_a.c 2static int test_func_in_a(int a) 3{ 4 return a + 1; 5} 6int test_func_in_a_ex(int a) 7{ 8 return test_func_in_a(a); 9} 10---------------------------- 11test_b.c 12int test_func_in_b(void) 13{ 14 int a = 1; 15 int b; 16 //call test_func_in_a function fail because of "static" 17 //b = test_func_in_a(a) 18 //call test_func_in_a_ex function ok without "static" 19 b = test_func_in_a_ex(a) 20 return b; 21}示例代码很简单，仅仅就是在_test_a.c 中，编写一个不被static修饰的函数 test_func_in_a_ex，然后它去调用被static修饰的test_func_in_a函数，这样就轻松绕开了static的限制。你学会了吗？ 6 拓展延伸：如何调用静态库里的被static修饰的函数？

关于这个扩展延伸，其实我很早就起草了一篇博文想写这个内容来着，但是一直拖，一直拖，直到现在还没生产。索性就在本文做个牵引吧！个人认为，对于此问题，应该分为两个场景：静态库的代码，你有修改的权限；或者你能找到人来修改；比如，公司内部不同团队直接的公有库代码；静态库的代码，你完全没办法查看源码或修改源码；比如一些第三方的库。针对这两种不同的场景，可能采取的方式是不一样的，你觉得应该如何做最好呢？如果你也对此问题感兴趣，请关注我的后续的拆解博文。

原文：https://club.rt-thread.org/ask/article/1b38085300b58f82.html

作者：recan

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原文标题：【知识科普】C语言的static究竟限制了谁

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