关于glibc中_IO_sputn到_IO_file_jumps的工作

编程问答 2022-06-01

问题描述

感谢您阅读我的问题。

当我在 glibc 中调试 puts 函数时，我发现了一些无法理解的东西。

// glibc-2.27/libio/ioputs.c

int
_IO_puts (const char *str)
{
  int result = EOF;
  size_t len = strlen (str);
  _IO_acquire_lock (stdout);
  if ((_IO_vtable_offset (stdout) != 0
       || _IO_fwide (stdout,-1) == -1)
      && _IO_sputn (stdout,str,len) == len
      && _IO_putc_unlocked ('\n',stdout) != EOF)
    result = MIN (INT_MAX,len + 1);
  _IO_release_lock (stdout);
  return result;
}
weak_alias (_IO_puts,puts)

enter image description here

（在 gdb 中调用 _IO_sputn 函数的一部分）

如您所见，_IO_puts 调用 _IO_sputn 函数。

但是当我在 gdb 中检查 [r13+0x38] 时，有一个不同的值。

enter image description here

（不同的值）

  1. 为什么通过 _IO_sputn 调用 _IO_file_jumps 函数？

  2. _IO_file_jumps 在 glibc 中的作用是什么？

  3. _IO_sputn 函数最终如何调用 _IO_new_file_xsputn ？

// glibc-2.27/libio/libioP.h

#define _IO_sputn(__fp,__s,__n) _IO_XSPUTN (__fp,__n)

// glibc-2.27/libio/libioP.h

typedef size_t (*_IO_xsputn_t) (FILE *FP,const void *DATA,size_t N);
#define _IO_XSPUTN(FP,DATA,N) JUMP2 (__xsputn,FP,N)
#define _IO_WXSPUTN(FP,N) WJUMP2 (__xsputn,N)


// glibc-2.27/libio/libioP.h

struct _IO_jump_t
{
    JUMP_FIELD(size_t,__dummy);
    JUMP_FIELD(size_t,__dummy2);
    JUMP_FIELD(_IO_finish_t,__finish);
    JUMP_FIELD(_IO_overflow_t,__overflow);
    JUMP_FIELD(_IO_underflow_t,__underflow);
    JUMP_FIELD(_IO_underflow_t,__uflow);
    JUMP_FIELD(_IO_pbackfail_t,__pbackfail);
    /* showmany */
    JUMP_FIELD(_IO_xsputn_t,__xsputn);
    JUMP_FIELD(_IO_xsgetn_t,__xsgetn);
    JUMP_FIELD(_IO_seekoff_t,__seekoff);
    JUMP_FIELD(_IO_seekpos_t,__seekpos);
    JUMP_FIELD(_IO_setbuf_t,__setbuf);
    JUMP_FIELD(_IO_sync_t,__sync);
    JUMP_FIELD(_IO_doallocate_t,__doallocate);
    JUMP_FIELD(_IO_read_t,__read);
    JUMP_FIELD(_IO_write_t,__write);
    JUMP_FIELD(_IO_seek_t,__seek);
    JUMP_FIELD(_IO_close_t,__close);
    JUMP_FIELD(_IO_stat_t,__stat);
    JUMP_FIELD(_IO_showmanyc_t,__showmanyc);
    JUMP_FIELD(_IO_imbue_t,__imbue);
};

这是我可以通过 ctags 和 cscope 找到的关于 _IO_sputn 的所有信息。

解决方法

为什么_IO_sputn函数是通过_IO_file_jumps调用的？

因为文件（“文件”作为对象）可能会以不同的方式实现放置字符，所以使用了调度表。

_IO_file_jumps 在 glibc 中的作用是什么？

它是一个 dispatch table - 一个函数指针数组。它用于指定一个通用的稳定虚拟接口，由不同的文件以不同的方式实现，这些文件需要为请求的操作提供不同的实现和抽象。

_IO_sputn 函数最终如何调用_IO_new_file_xsputn？

A function pointer 是 C 语言的一部分，它允许通过指向函数的指针调用另一个函数。 _IO_sputn 是一个 macro，它 expands 到 that function pointer 上的函数调用。宏用于简化将指向对象数据本身的指针传递给函数的过程——它不是特别漂亮，但简化了代码的编写。

cglibcputs