在C中,是否有可能转发可变函数的调用?如,

int my_printf(char *fmt, ...) {
    fprintf(stderr, "Calling printf with fmt %s", fmt);
    return SOMEHOW_INVOKE_LIBC_PRINTF;
}

在这种情况下,以上述方式转发调用显然不是严格必要的(因为您可以以其他方式记录调用,或使用vfprintf),但我正在处理的代码库要求包装器做一些实际工作,并且没有(也不可能添加)类似于vfprintf的帮助函数。

[更新:根据目前提供的答案,似乎有一些困惑。用另一种方式来表达这个问题:一般来说,你可以在不修改函数定义的情况下包装任意的变进函数吗?


当前回答

没有办法转发这样的函数调用,因为可以检索原始堆栈元素的唯一位置是my_print()。像这样包装调用的通常方法是有两个函数,一个只是将参数转换为各种varargs结构体,另一个实际操作这些结构体。使用这样的双函数模型,您可以(例如)通过使用va_start()初始化my_printf()中的结构来包装printf(),然后将它们传递给vfprintf()。

其他回答

由于不可能以一种良好的方式转发这样的调用,我们通过使用原始堆栈框架的副本设置一个新的堆栈框架来解决这个问题。然而,这是高度不可移植的,并做出各种各样的假设,例如,代码使用帧指针和“标准”调用约定。

这个头文件允许包装x86_64和i386 (GCC)的可变函数。它不适用于浮点实参,但应该可以直接扩展以支持浮点实参。

#ifndef _VA_ARGS_WRAPPER_H
#define _VA_ARGS_WRAPPER_H
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
#include <alloca.h>
#include <inttypes.h>
#include <string.h>

/* This macros allow wrapping variadic functions.
 * Currently we don't care about floating point arguments and
 * we assume that the standard calling conventions are used.
 *
 * The wrapper function has to start with VA_WRAP_PROLOGUE()
 * and the original function can be called by
 * VA_WRAP_CALL(function, ret), whereas the return value will
 * be stored in ret.  The caller has to provide ret
 * even if the original function was returning void.
 */

#define __VA_WRAP_CALL_FUNC __attribute__ ((noinline))

#define VA_WRAP_CALL_COMMON()                                        \
    uintptr_t va_wrap_this_bp,va_wrap_old_bp;                        \
    va_wrap_this_bp  = va_wrap_get_bp();                             \
    va_wrap_old_bp   = *(uintptr_t *) va_wrap_this_bp;               \
    va_wrap_this_bp += 2 * sizeof(uintptr_t);                        \
    size_t volatile va_wrap_size = va_wrap_old_bp - va_wrap_this_bp; \
    uintptr_t *va_wrap_stack = alloca(va_wrap_size);                 \
    memcpy((void *) va_wrap_stack,                                   \
        (void *)(va_wrap_this_bp), va_wrap_size);


#if ( __WORDSIZE == 64 )

/* System V AMD64 AB calling convention */

static inline uintptr_t __attribute__((always_inline)) 
va_wrap_get_bp()
{
    uintptr_t ret;
    asm volatile ("mov %%rbp, %0":"=r"(ret));
    return ret;
}


#define VA_WRAP_PROLOGUE()           \
    uintptr_t va_wrap_ret;           \
    uintptr_t va_wrap_saved_args[7]; \
    asm volatile  (                  \
    "mov %%rsi,     (%%rax)\n\t"     \
    "mov %%rdi,  0x8(%%rax)\n\t"     \
    "mov %%rdx, 0x10(%%rax)\n\t"     \
    "mov %%rcx, 0x18(%%rax)\n\t"     \
    "mov %%r8,  0x20(%%rax)\n\t"     \
    "mov %%r9,  0x28(%%rax)\n\t"     \
    :                                \
    :"a"(va_wrap_saved_args)         \
    );

#define VA_WRAP_CALL(func, ret)            \
    VA_WRAP_CALL_COMMON();                 \
    va_wrap_saved_args[6] = (uintptr_t)va_wrap_stack;  \
    asm volatile (                         \
    "mov      (%%rax), %%rsi \n\t"         \
    "mov   0x8(%%rax), %%rdi \n\t"         \
    "mov  0x10(%%rax), %%rdx \n\t"         \
    "mov  0x18(%%rax), %%rcx \n\t"         \
    "mov  0x20(%%rax),  %%r8 \n\t"         \
    "mov  0x28(%%rax),  %%r9 \n\t"         \
    "mov           $0, %%rax \n\t"         \
    "call             *%%rbx \n\t"         \
    : "=a" (va_wrap_ret)                   \
    : "b" (func), "a" (va_wrap_saved_args) \
    :  "%rcx", "%rdx",                     \
      "%rsi", "%rdi", "%r8", "%r9",        \
      "%r10", "%r11", "%r12", "%r14",      \
      "%r15"                               \
    );                                     \
    ret = (typeof(ret)) va_wrap_ret;

#else

/* x86 stdcall */

static inline uintptr_t __attribute__((always_inline))
va_wrap_get_bp()
{
    uintptr_t ret;
    asm volatile ("mov %%ebp, %0":"=a"(ret));
    return ret;
}

#define VA_WRAP_PROLOGUE() \
    uintptr_t va_wrap_ret;

#define VA_WRAP_CALL(func, ret)        \
    VA_WRAP_CALL_COMMON();             \
    asm volatile (                     \
    "mov    %2, %%esp \n\t"            \
    "call  *%1        \n\t"            \
    : "=a"(va_wrap_ret)                \
    : "r" (func),                      \
      "r"(va_wrap_stack)               \
    : "%ebx", "%ecx", "%edx"   \
    );                                 \
    ret = (typeof(ret))va_wrap_ret;
#endif

#endif

最后,你可以像这样包装调用:

int __VA_WRAP_CALL_FUNC wrap_printf(char *str, ...)
{
    VA_WRAP_PROLOGUE();
    int ret;
    VA_WRAP_CALL(printf, ret);
    printf("printf returned with %d \n", ret);
    return ret;
}

没有办法转发这样的函数调用,因为可以检索原始堆栈元素的唯一位置是my_print()。像这样包装调用的通常方法是有两个函数,一个只是将参数转换为各种varargs结构体,另一个实际操作这些结构体。使用这样的双函数模型,您可以(例如)通过使用va_start()初始化my_printf()中的结构来包装printf(),然后将它们传递给vfprintf()。

差不多,使用<stdarg.h>中提供的功能:

#include <stdarg.h>
int my_printf(char *format, ...)
{
   va_list args;
   va_start(args, format);
   int r = vprintf(format, args);
   va_end(args);
   return r;
}

注意,您需要使用vprintf版本,而不是普通的printf。在这种情况下,如果不使用va_list,就无法直接调用变进函数。

如果您没有类似于vfprintf的函数,它接受一个va_list而不是可变数量的参数,那么您就不能这样做。见http://c-faq.com/varargs/handoff.html。

例子:

void myfun(const char *fmt, va_list argp) {
    vfprintf(stderr, fmt, argp);
}

Not sure if this helps to answer OP's question since I do not know why the restriction for using a helper function akin to vfprintf in the wrapper function applies. I think the key problem here is that forwarding the variadic argument list without interpreting them is difficult. What is possible, is to perform the formatting (using a helper function akin to vfprintf: vsnprintf) and forward the formatted output to the wrapped function with variadic arguments (i.e. not modifying the definition of the wrapped function). So, here we go:

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

int my_printf(char *fmt, ...)
{
    if (fmt == NULL) {
        /* Invalid format pointer */
        return -1;
    } else {
        va_list args;
        int len;

        /* Initialize a variable argument list */
        va_start(args, fmt);

        /* Get length of format including arguments */
        len = vsnprintf(NULL, 0, fmt, args);

        /* End using variable argument list */
        va_end(args);
        
        if (len < 0) {
            /* vsnprintf failed */
            return -1;
        } else {
            /* Declare a character buffer for the formatted string */
            char formatted[len + 1];

            /* Initialize a variable argument list */
            va_start(args, fmt);
            
            /* Write the formatted output */
            vsnprintf(formatted, sizeof(formatted), fmt, args);
            
            /* End using variable argument list */
            va_end(args);

            /* Call the wrapped function using the formatted output and return */
            fprintf(stderr, "Calling printf with fmt %s", fmt);
            return printf("%s", formatted);
        }
    }
}

int main()
{
    /* Expected output: Test
     * Expected error: Calling printf with fmt Test
     */
    my_printf("Test\n");
    //printf("Test\n");

    /* Expected output: Test
     * Expected error: Calling printf with fmt %s
     */
    my_printf("%s\n", "Test");
    //printf("%s\n", "Test");

    /* Expected output: %s
     * Expected error: Calling printf with fmt %s
     */
    my_printf("%s\n", "%s");
    //printf("%s\n", "%s");

    return 0;
}

我遇到了这个解。

编辑:修正由egmont指出的错误