在运行时创建一个具有唯一函数指针的函数

Question

当调用以回调为参数的WinAPI函数时，通常会有一个特殊的参数将一些任意数据传递给回调。如果没有这样的东西（例如SetWinEventHook），我们可以理解哪一个API调用导致了给定回调的调用的唯一方法是具有不同的回调。当我们知道在编译时调用给定API的所有情况时，我们总是可以使用静态方法创建一个类模板，并在不同的调用方使用不同的模板参数对其进行实例化。这真是一项艰巨的工作，我不喜欢这样做。

如何在运行时创建回调函数，使它们具有不同的函数指针？

我看到了一个使用运行时程序集生成的解决方案（抱歉，用俄语），但它不能在x86/x64体系结构之间移植。

Answer 1

您可以使用libffi的闭包API。它允许您创建具有不同地址的蹦床。我在这里实现了一个包装类，尽管它还没有完成（只支持int参数和返回类型，您可以专门化detail::type以支持不仅仅是int）。一个更重量级的替代方案是LLVM，不过如果您只处理C类型，那么libffi会做得很好。

Answer 2

我已经提出了这个应该是可移植的解决方案（但我还没有测试它）：

#define ID_PATTERN          0x11223344
#define SIZE_OF_BLUEPRINT   128   // needs to be adopted if uniqueCallbackBlueprint is complex...
typedef int (__cdecl * UNIQUE_CALLBACK)(int arg);

/* blueprint for unique callback function */
int uniqueCallbackBlueprint(int arg)
{    
    int id = ID_PATTERN;
    printf("%x: Hello unique callback (arg=%d)...n", id, arg);
    return (id);
}

/* create a new unique callback */
UNIQUE_CALLBACK createUniqueCallback(int id)
{
    UNIQUE_CALLBACK result = NULL;
    char *pUniqueCallback;
    char *pFunction;
    int pattern = ID_PATTERN;
    char *pPattern;
    char *startOfId;
    int i;
    int patterns = 0;

    pUniqueCallback = malloc(SIZE_OF_BLUEPRINT);
    if (pUniqueCallback != NULL)
    {
        pFunction = (char *)uniqueCallbackBlueprint;
#if defined(_DEBUG)
        pFunction += 0x256;  // variable offset depending on debug information????
#endif /* _DEBUG */
        memcpy(pUniqueCallback, pFunction, SIZE_OF_BLUEPRINT);
        result = (UNIQUE_CALLBACK)pUniqueCallback;

        /* replace ID_PATTERN with requested id */
        pPattern = (char *)&pattern;
        startOfId = NULL;
        for (i = 0; i < SIZE_OF_BLUEPRINT; i++)
        {
            if (pUniqueCallback[i] == *pPattern)
            {
                if (pPattern == (char *)&pattern)
                    startOfId = &(pUniqueCallback[i]);
                if (pPattern == ((char *)&pattern) + sizeof(int) - 1)
                {
                    pPattern = (char *)&id;
                    for (i = 0; i < sizeof(int); i++)
                    {
                        *startOfId++ = *pPattern++;
                    }
                    patterns++;
                    break;
                }
                pPattern++;
            }
            else
            {
                pPattern = (char *)&pattern;
                startOfId = NULL;
            }
        }
        printf("%d pattern(s) replacedn", patterns);
        if (patterns == 0)
        {
            free(pUniqueCallback);
            result = NULL;
        }
    }
    return (result);
}

用法如下：

int main(void)
{
    UNIQUE_CALLBACK callback;
    int id;
    int i;
    id = uniqueCallbackBlueprint(5);
    printf("  -> id = %xn", id);
    callback = createUniqueCallback(0x4711);
    if (callback != NULL)
    {
        id = callback(25);
        printf("  -> id = %xn", id);
    }
    id = uniqueCallbackBlueprint(15);
    printf("  -> id = %xn", id);
    getch();
    return (0);
}

我注意到，如果使用调试信息（VisualStudio）进行编译，则会出现一种交互测试行为。通过pFunction = (char *)uniqueCallbackBlueprint;获得的地址被断开了可变数量的字节。可以使用显示正确地址的调试器来获得差异。这个偏移量随构建而变化，我认为它与调试信息有关？这对于发布版本来说没有问题。因此，也许这应该被放入一个库中，该库被构建为"发布"。

另一件需要考虑的事情可能是pUniqueCallback的字节对齐，这可能是一个问题。但是，将函数的开头与64位边界对齐并不难添加到该代码中。

在pUniqueCallback中，您可以实现任何您想要的东西（注意更新SIZE_OF_BLUEPRINT，这样您就不会错过函数的尾部）。函数将被编译，生成的代码将在运行时重复使用。在创建唯一函数时，id的初始值会被替换，以便蓝图函数可以处理它。