Linux 上的 va_list 不当行为

Question

我有一些代码可以将可变参数转换为va_list，然后将列表传递给调用vsnprintf 的函数。这在 Windows 和 OS X 上运行良好，但在 Linux 上失败并出现奇怪的结果。

在以下代码示例中：

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

char *myPrintfInner(const char *message, va_list params)
{
    va_list *original = &params;
    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, *original);
    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, params);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    return final;
}

char *myPrintf(const char *message, ...)
{
    va_list va_args;
    va_start(va_args, message);

    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, va_args);
    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, va_args);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    va_end(va_args);

    return final;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    char *test = myPrintf("This is a %s.", "test");
    char *actual = "This is a test.";
    int result = strcmp(test, actual);

    if (result != 0)
    {
        printf("%d: Test failure!\r\n", result);
    }
    else
    {
        printf("Test succeeded.\r\n");
    }

    return 0;
}

第二次vsnprintf调用的输出是17，strcmp的结果是31；但我不明白为什么 vsnprintf 会返回 17，因为 This is a test. 是 15 个字符，添加 NULL 会得到 16。

我看过但未涉及该主题的相关主题：

• Pass va_list or pointer to va_list?
• Passing one va_list as a parameter to another

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有了@Mat 的回答（我正在重用va_list 对象，这是不允许的），这正好与我链接到的第一个相关线程有关。所以我尝试了这段代码：

char *myPrintfInner(const char *message, va_list params)
{
    va_list *original = &params;
    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, params);
    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, *original);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    return final;
}

per the C99 spec（第 7.15 节中的脚注）应该可以工作：

允许创建指向 va_list 的指针并传递该指针 到另一个函数，在这种情况下，原始函数可能会使 在其他函数返回后进一步使用原始列表。

但是我的编译器（C99 模式下的 gcc 4.4.5）给了我这个关于 myPrintfInner 第一行的错误：

test.c: In function ‘myPrintfInner’: 
test.c:8: warning: initialization from incompatible pointer type

生成的二进制文件会产生与第一次完全相同的效果。

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找到这个：Is GCC mishandling a pointer to a va_list passed to a function?

建议的解决方法（不能保证有效，但在实践中确实有效）是首先使用arg_copy：

char *myPrintfInner(const char *message, va_list params)
{
    va_list args_copy;
    va_copy(args_copy, params);

    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, params);
    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, args_copy);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    return final;
}

Answer 1

正如 Mat 所指出的，问题在于您正在重用 va_list。如果您不想按照他的建议重构代码，可以使用 C99 va_copy() 宏，如下所示：

char *myPrintfInner(const char *message, va_list params)
{
    va_list copy;

    va_copy(copy, params);
    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, copy);
    va_end(copy);

    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, params);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    return final;
}

在不支持 C99 的编译器上，您可能可以使用 use __va_copy() instead or define your own va_copy() implementation（这将是不可移植的，但如果您确实需要，您始终可以在头文件中使用编译器/平台嗅探）。但实际上，已经有 13 年了——现在任何体面的编译器都应该支持 C99，至少如果你给它正确的选项（-std=c99 GCC）。

Answer 2

问题在于（除了缺少的 return 语句）您正在重新使用 va_list 参数而不重置它。这不好。

尝试类似：

size_t myPrintfInnerLen(const char *message, va_list params)
{
    return vsnprintf(NULL, 0, message, params);
}

char *myPrintfInner(size_t length, const char *message, va_list params)
{
    char *final = (char *) malloc((length + 1) * sizeof(char));
    int result = vsnprintf(final, length + 1, message, params);

    printf("vsnprintf result: %d\r\n", result);
    printf("%s\r\n", final);

    return final;
}

char *myPrintf(const char *message, ...)
{
    va_list va_args;
    va_start(va_args, message);
    size_t length = myPrintfInnerLen(message, va_args);
    va_end(va_args);
    va_start(va_args, message);
    char *ret = myPrintfInner(length, message, va_args);
    va_end(va_args);
    return ret;
}

（并打开编译器的警告。）

我不认为你指向的脚注意味着你认为它的作用。我把它读作：如果你直接传递一个va_list（作为一个值，而不是一个指针），你在调用者中唯一能做的就是va_end它。但是如果你将它作为指针传递，你可以说，如果被调用者没有“消耗”所有va_list，则在调用者中调用va_arg。

不过，您可以尝试使用va_copy。比如：

char *myPrintfInner(const char *message, va_list params)
{
    va_list temp;
    va_copy(temp, params);
    size_t length = vsnprintf(NULL, 0, message, temp);
    ...