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為什么被呼叫函式可以通過va_start()獲取父函式的引數?

2022-09-07 08:08:07 軟體設計

我在下面實作了一個帶有可變引數的函式:

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

#define ERR_BUFFER_SIZE 4096

void errPrint(const char *format, ...)
{
    va_list argptr;
    va_start(argptr, format);

    char buf[ERR_BUFFER_SIZE];
    vsnprintf(buf, sizeof(buf), format, argptr);
    fprintf(stderr, "%s", buf);
    
    va_end(argptr);
}

然后我希望基于上面的函式實作另一個名為“errExit()”的函式。我只是嘗試如下。它按我希望的那樣作業,但我認為它不正確。

void errExit(const char *format, ...)
{
    errPrint(format);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

我試過errExit("hello,%s,%s,%s", "arg1","arg2", "arg3");了,它正確列印了“ hello,arg1,arg2,arg3”。

但是在我添加如下兩行代碼后,它拋出了錯誤Segmentation fault

void errExit(const char *format, ...)
{
    char buf[4096];//added
    strcpy(buf, format);//added
    
    errPrint(format);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

我很困擾。據我了解:

  1. format被呼叫函式的堆疊中只有一個引數errPrint()我不敢相信va_start()會從它的 parent-function 獲得論據errExit()
  2. 既然errPrint()作業“正確”,為什么我添加兩行代碼后它不起作用?添加的代碼似乎沒有效果。

(我的英文不好,希望大家能接受我的說法。謝謝!)

uj5u.com熱心網友回復:

errExit()您需要通過引數將變數引數傳遞給另一個函式va_list因為你不是,vsnprintf最終會在嘗試訪問堆疊上不存在的引數時崩潰。

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

#define ERR_BUFFER_SIZE 4096

void verrPrint(const char *format, va_list ap) {
    char buf[ERR_BUFFER_SIZE];
    vsnprintf(buf, sizeof(buf), format, ap);
    fprintf(stderr, "%s", buf);
}

void errPrint(const char *format, ...) {
    va_list ap;
    va_start(ap, format);
    verrPrint(format, ap);
    va_end(ap);
}

void errExit(const char *format, ...) {
    va_list ap;
    va_start(ap, format);
    verrPrint(format, ap);
    va_end(ap);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(void) {
    errPrint("What is the meaning of %s\n", "life?");
    errExit("%d\n", 42);
    return 0;
}

uj5u.com熱心網友回復:

其他答案解釋了您需要做什么。這個答案是關于它為什么會起作用的 asm 細節。


在您的第一個errExit中,如果您查看 x86-64 的編譯器生成的程式集,所有傳入的引數在呼叫時仍將在暫存器中errPrint(format);即使您沒有告訴編譯器傳遞它們,它也不會在呼叫其他函式之前執行任何使用暫存器的操作。

因此,即使您沒有明確傳遞第一個 ( )之外的任何引數,它也能正常作業。format它的編譯就像您撰寫了一個傳遞其前 6 個引數的函式,假設 x86-64 System V 呼叫約定,并且引數都是整數或指標(例如char*)。

在 C 抽象機器中,您的代碼在生成errPrintava_list argptr并將其傳遞給vsnprintf參考該串列中超過 0 個元素的函式 ( ) 時是沒有意義的并且具有未定義的行為。

查看 asm 中傳遞多個引數的函式可能會有所幫助:

void foo(char *a, char *b, char *c, char *d, char *f);
int  bar(char *a, char *b, char *c, char *d, char *f)
{
    foo(a, b, c, d, f);
    return 1;   // some code after the call, so it can't compile to a tailcall
}

在 Godbolt 上,使用 GCC12 為 Linux 編譯:

# GCC12 -O3
bar:
    # incoming args are in RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9  in that order
    # same place a callee will look for them, so passing them on is trivial
        sub     rsp, 8        # re-align the stack so RSP == 0
        call    foo
        mov     eax, 1        # return-value register = 1
        add     rsp, 8        # restore the stack pointer
        ret                   # pop return address into RIP

errExit在呼叫之前有等效的 asm,所以如果有暫存器引數,即使你沒有告訴 C 編譯器,它們也會被傳遞。

errExit:
        sub     rsp, 8
        xor     eax, eax       # Variadic functions get AL = # of args passed in XMM regs
        call    errPrint
        mov     edi, 1
        call    exit           # GCC knows exit() is noreturn

如果之前有任何代碼call errPrint,例如對 的呼叫strcpy,那當然會踩到那些傳遞引數的暫存器。 所以它們在call errPrint運行時有不同的值,除了你告訴 C 編譯器的一個引數。它將保存在跨過一個呼叫保留的暫存器中call strcpy


如果您將其編譯為具有較少暫存器引數的呼叫約定,例如gcc -m32只有堆疊引數的 32 位 x86 ( ),則使用轉換vsnprintf參考的指標來自的堆疊幀,高于它打算傳遞的任何引數。所以可能是對齊的填充堆疊槽,然后在除錯構建中可能是保存的 EBP,甚至可能是自己的回傳地址。%serrExiterrExit

如果您很好奇,請使用%p轉換來列印指標值,而不是嘗試取消參考和段錯誤。


C 沒有辦法指定它應該只傳遞暫存器引數;如果您想從 a 傳遞未知數量的 args ...,則必須使用va_list適用于任意數量 args 的 a 來完成,包括 x86-64 System V 上的 7 個或更多。這是一件好事,因為有些目標不會有任何暫存器引數,所以只需保存/恢復暫存器引數就會傳遞 0 個引數。

我展示 asm 只是為了理解為什么一個版本碰巧可以作業,而不是建議你可以做任何事情來撰寫可以像這樣編譯為 asm 的安全且可移植的 C,即使在call errPrint.

uj5u.com熱心網友回復:

謝謝大家。我從你的回答中學到了你的知識。我選擇如下更改我的代碼。

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

#define ERR_BUFFER_SIZE 4096

void errPrint(const char *format, va_list arg_list)
{
    char buf[ERR_BUFFER_SIZE];
    vsnprintf(buf, sizeof(buf), format, arg_list);
    fprintf(stderr, "%s", buf);
}

void errExit(const char *format, va_list arg_list)
{
    errPrint(format, arg_list);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

void v_exec(void (*func)(const char *, va_list), const char *format, ...)
{
    va_list arg_list;
    va_start(arg_list, format);

    func(format, arg_list);

    va_end(arg_list);
}

int main(void) 
{ 
    v_exec(errExit,"%s%d", "hello",520);
    return 0;
}

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/ruanti/505315.html

標籤:C linux 部件 海合会

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