C函数指针转换为void指针

Question

我正在尝试运行以下程序，但遇到了一些奇怪的错误：

文件 1.c：

typedef unsigned long (*FN_GET_VAL)(void);

FN_GET_VAL gfnPtr;

void setCallback(const void *fnPointer)
{
    gfnPtr = *((FN_GET_VAL*) (&fnPointer));
}

文件 2.c：

extern FN_GET_VAL gfnPtr;

unsigned long myfunc(void)
{
    return 0;
}

main()
{
   setCallback((void*)myfunc);
   gfnPtr(); /* Crashing as value was not properly 
                assigned in setCallback function */
}

这里 gfnPtr() 在使用 gcc 编译时在 64 位 suse linux 上崩溃。但它成功调用了 gfnPtr() VC6 和 SunOS。

但是，如果我按照下面给出的更改功能，它就会成功运行。

void setCallback(const void *fnPointer)
{
    int i; // put any statement here
    gfnPtr = *((FN_GET_VAL*) (&fnPointer));
}

请帮助解决问题的原因。谢谢。

Answer 1

C 标准不允许将函数指针转换为void*。您只能转换为另一种函数指针类型。在C11 standard, 6.3.2.3 §8：

指向一种类型的函数的指针 可以转换为指向 a 的指针 另一种类型的功能并返回 再次

重要的是，在使用指针调用函数之前，您必须转换回原始类型（从技术上讲，转换为兼容类型。“兼容”的定义在6.2.7）。

请注意，由于使用它们的上下文，许多（但不是全部）C 编译器也必须遵循 POSIX 标准，它要求函数指针可以转换为 void* 并返回。这对于某些系统功能是必需的（例如dlsym）。

Answer 2

不幸的是，该标准不允许在数据指针和函数指针之间进行转换（因为这在一些真正晦涩的平台上可能没有意义），即使 POSIX 和其他人需要这样的转换。一种解决方法是不强制转换指针，而是将指针强制转换为指针（编译器可以这样做，它将在所有正常平台上完成工作）。

typedef void (*FPtr)(void); // Hide the ugliness
FPtr f = someFunc;          // Function pointer to convert
void* ptr = *(void**)(&f);  // Data pointer
FPtr f2 = *(FPtr*)(&ptr);   // Function pointer restored

Answer 3

关于数据指针和代码指针，我有三个经验法则：

• 不要不要混合数据指针和代码指针
• 不要混合数据指针和代码指针
• 不要永远混用数据指针和代码指针！

在以下函数中：

void setCallback(const void *fnPointer)
{
    gfnPtr = *((FN_GET_VAL*) (&fnPointer));
}

您有一个 数据指针，您可以将其转换为函数指针。 （更不用说您首先获取指针本身的地址，然后将其转换为指向指针的指针，然后再取消引用它）。

尝试改写为：

void setCallback(FN_GET_VAL fnPointer)
{
     gfnPtr = fnPointer;
}

此外，您可以（或应该）在设置指针时放弃演员表：

main()
{
   setCallback(myfunc);
   gfnPtr();
}

作为额外的奖励，您现在可以使用编译器执行的正常类型检查。

Answer 4

我会建议一个可能的部分解释。

@Manoj 如果您检查（或可以提供）两个编译器生成的 SetCallback 的程序集列表，我们可以获得明确的答案。

首先，Pascal Couq 的陈述是正确的，Lindydancer 展示了如何正确设置回调。我的回答只是试图解释实际问题。

我认为问题源于 Linux 和其他平台使用不同的 64 位模型这一事实（请参阅64-bit models on Wikipedia）。请注意，Linux 使用 LP64（int 是 32 位）。我们需要更多关于其他平台的细节。如果是 SPARC64，则使用 ILP64（int 为 64 位）。

据我了解，这个问题只在 Linux 下观察到，如果你引入一个 int 局部变量就消失了。您是否尝试过关闭或开启优化？这种 hack 很可能不会对优化产生任何有益影响。

在这两种 64 位模型下，指针都应该是 64 位的，无论它们指向代码还是数据。但是，情况可能并非如此（例如分段内存模型）；因此，Pascal 和 Lindydancer 的告诫。

如果指针大小相同，则剩下的可能是堆栈对齐问题。引入本地 int（在 Linux 下为 32 位）可能会改变对齐方式。只有当 void* 和函数指针具有不同的对齐要求时，这才会产生影响。一个令人怀疑的场景。

不过，不同的 64 位内存模型很可能是您观察到的原因。欢迎您提供组装清单，以便我们进行分析。

Answer 5

与其他人所说的不同，是的，您可以将 void* 指针用作函数指针，但使用它的语义非常棘手。

如您所见，您无需将其转换为void*，只需像往常一样分配即可。我像这样运行您的代码并对其进行了编辑。

file1.c:

typedef unsigned long (*FN_GET_VAL)(void);

extern FN_GET_VAL gfnPtr;

void setCallback(const void *fnPointer)
{
    gfnPtr = ((FN_GET_VAL) fnPointer);
}

file2.c:

int main(void)
{
    setCallback(myfunc);
    (( unsigned long(*)(void) )gfnPtr)();
}