如何正确使用`--wrap`选项包装函数？

Question

gcc 6.3 的 man 手册中写道：

--wrap=symbol
           Use a wrapper function for symbol.  Any undefined reference to
           symbol will be resolved to "__wrap_symbol".  Any undefined
           reference to "__real_symbol" will be resolved to symbol.
           ...
           If you link other code with this file using --wrap malloc, then all
           calls to "malloc" will call the function "__wrap_malloc" instead.
           The call to "__real_malloc" in "__wrap_malloc" will call the real
           "malloc" function.

所以我创建了一个简单的示例：

#include <stdio.h>

int foo() {
    printf("foo\n");
    return 0;
}

int __wrap_foo() {
    printf("wrap foo\n");
    return 0;
}

int main () {
    printf("foo:");foo();
    printf("wrapfoo:");__wrap_foo();
    printf("realfoo:");__real_foo();
    return 0;
}

并使用以下命令进行编译：

gcc main.c -Wl,--wrap=foo -o main

这给了我一个警告：

main.c:18:21: warning: implicit declaration of function ‘__real_foo’ [-Wimplicit-function-declaration]
  printf("realfoo:");__real_foo();
                     ^~~~~~~~~~

好的，继续前进。现在我建议输出结果应该像这样：

foo:wrap foo
wrapfoo:wrap foo
realfoo:foo

相反我得到了这个：

foo:foo
wrapfoo:wrap foo
realfoo:foo

希望问题已经清楚了。我对这个警告感到困惑。通常，链接器应该将__real函数链接到foo()。此外，对foo()的调用应该链接到__wrap_foo。但是输出显示，实际执行的是foo()。

如何正确使用--wrap？

- eDeviser

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确实有效。但是由于您有一个单独的翻译单元，而且foo已经存在，对foo的调用不会造成对foo的未定义引用。 - StoryTeller - Unslander Monica

我不明白。上面的例子输出似乎有误。foo() 应该输出 "wrap foo"！我做错了什么？ - eDeviser

你正在忽略"未定义的引用"需求。 - StoryTeller - Unslander Monica

哇喔，就是这样！现在去撰写完整的答案了... - eDeviser

个人观点：使用“--wrap”选项的正确方式是根本不使用。这是一种可怕的解决方法，仅在你必须链接某些没有源代码的库时才使用。当其他所有选项都用尽（包括与库供应商交谈，然后与老板交谈并威胁要辞职，如果必须继续使用需要此类恶劣操作的糟糕库）时，这是挽救你的心智健康的最后一招。 - Art

对我来说没问题。我只是使用 --wrap 来创建一些存根和模拟对象，当没有其他选择来实现一些单元测试时。 - eDeviser

Answer 1

正如StoryTeller告诉我一样，我忽略了我已经发布的“未定义引用”要求:

... 任何对符号的未定义引用将被解析为"__wrap_symbol"。 任何对"__real_symbol"的未定义引用将被解析为符号。

为使用--wrap选项，我重新排列了我的代码示例：

main.c：

#include <stdio.h>
extern int foo();
extern int __real_foo();

int __wrap_foo() {
    printf("wrap foo\n");
    return 0;
}

int main () {
    printf("foo:");foo();
    printf("wrapfoo:");__wrap_foo();
    printf("realfoo:");__real_foo();
    return 0;
}

foo.c：

#include <stdio.h>
int foo() {
    printf("foo\n");
    return 0;
}

然后编译：

gcc main.c foo.c -Wl,--wrap=foo -o main

运行./main后的惊人输出结果为：

foo:wrap foo
wrapfoo:wrap foo
realfoo:foo

技巧是（如果我错了请纠正），编译时未定义foo()和__real_foo()的引用。也就是说，它们具有"未定义的引用"，这是链接器将foo()链接到__wrap_foo()和__real_foo()链接到foo()的要求。

- eDeviser

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定义外部符号的一种“自动”方法是使用extern typeof (myfunction) __real_myfunction;。 - undefined