如何防止产生__IO_putc？

Question

当我objdump我的a.out时，我发现__IO_putc被使用了。

我知道当printf 的输入很简单时，gcc 会使用putc 替换printf。但是为什么 gcc 将我的 putc 替换为 __IO_putc 呢？我可以使用-U_FORTYFY（禁用__printf_chk）或--fno-stack-protector（禁用__stack_chk_fail）之类的命令行来防止这种替换吗？

Answer 1

为什么 gcc 将我的 putc 替换为 __IO_putc

在你的/usr/include/stdio.h，你会发现这一行：

#define putc(_ch, _fp) _IO_putc (_ch, _fp)

我可以使用一些命令行来防止这种替换

您可以将#undef putc 放在#include <stdio.h> 之后的源代码中，或者在每个调用点将函数名称括在括号中，如下所示：

(putc)('a', stdout);

一般来说，你不应该弄乱像这样的标准函数。

Answer 2

您始终可以通过将名称括起来来避免扩展类似函数的宏：

(putc)('c', outfile);

这是 C 标准在第 7.1.4 节（“库函数的使用”）中明确允许的（已添加重点）：

头文件中声明的任何函数都可以额外实现为头文件中定义的类函数宏，因此如果在包含头文件时显式声明库函数，则可以使用下面显示的技术之一来确保声明不受此类宏的影响。 函数的任何宏定义都可以通过封闭在本地抑制 括号中的函数名称，因为该名称后面没有表示宏函数名称扩展的左括号。

在与 gcc 捆绑的标准库实现的特定情况下，您可能会发现使用 fputc 而不是 putc 会导致实际调用 fputc。 （该标准要求fputc 的底层功能与putc 相同；它允许putc 的宏实现——如果有的话——多次评估第二个参数。）

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对于它的价值，我使用 gcc 5.2.0 进行了检查，似乎fprintf 被转换为对fputc 的调用，而不是putc。对putc 的显式调用确实被宏扩展为对__IO_putc 的调用，但可以如上所述避免。

示例程序：

#include <stdio.h>
int main() {
  FILE* outfile = stdout;
  fprintf(outfile, "c");
  putc('c', outfile);
  (putc)('c', outfile);
  return 0;
}

生成的代码（添加了 cmets）：

main:
    pushq   %rbx
    movq    stdout(%rip), %rbx
    movl    $99, %edi
    movq    %rbx, %rsi
    call    fputc          # fprintf(outfile, "c")
    movq    %rbx, %rsi
    movl    $99, %edi
    call    _IO_putc       # putc('c', outfile)
    movq    %rbx, %rsi
    movl    $99, %edi
    call    putc           # (putc)('c', outfile);
    xorl    %eax, %eax
    popq    %rbx
    ret

Answer 3

putc 在预处理阶段被翻译成__IO_putc，因为宏从<stdio.h> 扩展而来。您确实可以尝试通过使用fputc 或在#include <stdio.h> 之后破解头文件或#undefining putc 来防止这种情况发生，但这不是正确的解决方法，如果它有效，您很幸运，还有更多问题稍后会出现，因为您依赖更多的库功能。

gcc 配置为针对给定目标进行编译，并结合了配置选项和一组头文件和库。重要的是要了解头文件本质上链接到每个特定版本的相应库。您不能只使用 generic <stdio.h> 头文件进行编译，并期望与另一个目标的 C 库链接。交叉编译需要正确配置完整的工具链。如果您有要链接到的特定版本的 C 库，请使用随附的头文件。

OTOH，如果您只是希望源文件使用您的标准 I/O 功能版本，那么首先阻止扩展并与您的库链接就可以完成这项工作。另一种方法是重新定义 putc 和您要替换的所有其他函数，替换所有对替换调用的调用，但是您仍然在弄乱标准库标识符，所以任何事情都可能发生。

Answer 4

与我有些不同的方法：

如果您用自己的库版本替换标准库函数。您可能想编写自己的“stdio.h”版本，而不是使用编译器附带的版本。或者，如果您使用的是编译器提供的那个，您可能想要实现它实际使用的低级 IO 函数，而不是替换高级函数（换句话说，弄清楚 __IO_putc 实际做了什么，并替换任何内容，等等）。

通过在代码中执行#undef 或类似操作来“弄乱”标准标头的内容可能会在其他地方插入新问题，并且如果您想导入其他人代码的大型项目，很可能会导致问题.相反，如果您有自己的“stdio.h”版本，那根本不会首先执行#define putc ...，那么您就没有需要稍后解决的问题——只要您做所有事情外部产品需要，它就可以工作。

重要的是要了解“stdio.h”及其朋友与某个 C 运行时库配对（在大多数情况下与某个编译器组合），所以如果您要替换 C 运行时库，那么您还应该将相应的头文件替换为适用于库（以及您选择的编译器）的头文件