自动存储时长的两个不同对象在地址比较下可以比较相等吗？

Question

具体来说，是否允许两个自动变量在不同函数中的地址比较相等，如下：

sink.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void sink(void *l, void *r) {
    puts(l == r ? "equal" : "not equal");
    exit(0);
}

ma​​in.c

typedef struct { char x[32]; } Foo;

void sink(void *l, void *r);

Foo make(void *p) {
    Foo f2;
    sink(&f2, p);
    return f2;
}

int main() {
    Foo f1 = make(&f1);
}

我希望这会打印not equal，因为f1 和f2 是不同的对象。使用 gcc 我得到 not equal，但使用本地版本的 clang 3.8¹，当编译为 clang -O1 sink.c main.c² 时，它会打印 equal。

拆解make和main ...

0000000000400570 <make>:
  400570:   53                      push   rbx
  400571:   48 89 fb                mov    rbx,rdi
  400574:   e8 d7 ff ff ff          call   400550 <sink>
  400579:   48 89 d8                mov    rax,rbx
  40057c:   5b                      pop    rbx
  40057d:   c3                      ret    
  40057e:   66 90                   xchg   ax,ax

0000000000400580 <main>:
  400580:   48 83 ec 28             sub    rsp,0x28
  400584:   48 8d 7c 24 08          lea    rdi,[rsp+0x8]
  400589:   48 89 fe                mov    rsi,rdi
  40058c:   e8 df ff ff ff          call   400570 <make>
  400591:   31 c0                   xor    eax,eax
  400593:   48 83 c4 28             add    rsp,0x28
  400597:   c3                      ret    

...我们看到make 似乎根本没有创建Foo f2 对象，它只是使用现有的rdi 和rsi（l 和r 参数调用sink ， 分别）。这些由main 传递并且是相同的：第一个rdi 是指向放置返回值的位置的隐藏指针，第二个是&f1，所以我们希望它们是相同的。

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¹我检查了最高 7.0 的版本，行为大致相同。

² 它发生在-O1、-O2 和-O3，但不是-O0，而是打印not equal。

Answer 1

C11 标准部分 6.5.9/6 说：

两个指针比较相等当且仅当两个指针都是空指针，都是指向同一个对象（包括一个指向一个对象和一个在其开头的子对象）或函数的指针，两者都是指向最后一个元素的指针相同的数组对象，或者一个是指向一个数组对象末尾的指针，另一个是指向另一个数组对象的开头的指针，该数组对象恰好紧跟在地址空间中的第一个数组对象之后。

在这段代码中，列出的条件都不成立； &f1 和&f2 是指向不同对象的指针，其中一个不是另一个的子对象。

所以指针不能比较相等。报告equal 的编译器不符合要求。

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注意：如果有人对Foo f1 = make(&f1);的合法性有疑问，see this question。没关系，自动对象的生命周期从前面的{开始。