C语言的重载——变参函数

背景

最近项目中需要用到posix消息队列，查看其API，发现mq_open函数比较特殊，竟然有2个同名的函数签名：

mqd_tmq_open(constchar*name,intoflag);mqd_tmq_open(constchar*name,intoflag,mode_tmode,structmq_attr*attr);

我记得C语言是不支持函数重载的，这是怎么做到的呢？

分析

这应该是在链接阶段耍的花招😕

弱别名

一开始以为是弱别名机制，但是看完这篇文章后感觉并不能解答问题

严格别名

又翻到这篇文章，感觉更不相关。

翻glibc源码

在glibc的源码文件
rt/bits/mqueue2.h
和
sysdeps/unix/sysv/linux/mq_open.c
里找到了答案，原来是通过变参函数来实现的运行时“重载”

声明

rt/bits/mqueue2.h
检查第二个参数oflags，如果O_CREAT置位，则调用4参数版本，否则调用2参数版本：

externmqd_tmq_open(constchar*__name,int__oflag,...)__THROW__nonnull((1));externmqd_t__mq_open_2(constchar*__name,int__oflag)__THROW__nonnull((1));externmqd_t__REDIRECT_NTH(__mq_open_alias,(constchar*__name,int__oflag,...),mq_open)__nonnull((1));__errordecl(__mq_open_wrong_number_of_args,"mq_open can be called either with 2 or 4 arguments");__errordecl(__mq_open_missing_mode_and_attr,"mq_open with O_CREAT in second argument needs 4 arguments");__fortify_functionmqd_t__NTH(mq_open(constchar*__name,int__oflag,...)){if(__va_arg_pack_len()!=0&&__va_arg_pack_len()!=2)__mq_open_wrong_number_of_args();if(__builtin_constant_p(__oflag)){if((__oflag&O_CREAT)!=0&&__va_arg_pack_len()==0){__mq_open_missing_mode_and_attr();return__mq_open_2(__name,__oflag);}return__mq_open_alias(__name,__oflag,__va_arg_pack());}if(__va_arg_pack_len()==0)return__mq_open_2(__name,__oflag);return__mq_open_alias(__name,__oflag,__va_arg_pack());}

实现

sysdeps/unix/sysv/linux/mq_open.c
__mq_open是4参数版本，__mq_open_2是2参数版本，其实就是将第三第四个参数置空，然后传给4参数版本。

mqd_t__mq_open(constchar*name,intoflag,...){if(name[0]!='/')returnINLINE_SYSCALL_ERROR_RETURN_VALUE(EINVAL);mode_tmode=0;structmq_attr*attr=NULL;if(oflag&O_CREAT){va_list ap;va_start(ap,oflag);mode=va_arg(ap,mode_t);attr=va_arg(ap,structmq_attr*);va_end(ap);}returnINLINE_SYSCALL(mq_open,4,name+1,oflag,mode,attr);}strong_alias(__mq_open,mq_open);mqd_t__mq_open_2(constchar*name,intoflag){if(oflag&O_CREAT)__fortify_fail("invalid mq_open call: O_CREAT without mode and attr");return__mq_open(name,oflag);}

验证

给mq_open传递3个参数，编译链接通过，说明glibc确实用的变参函数，否则编译一定通不过。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<fcntl.h>#include<sys/stat.h>#include<mqueue.h>mqd_tq;intmain(){q=mq_open("/mq",O_CREAT,S_IRWXU);return0;}

神奇的是，运行时也未抛出异常。

后记

其实open、openat系统调用也是通过变参函数实现的函数重载效果😉