Изменение соглашения о вызовах

у меня есть Сторонний C API что ожидает __stdcall функция обратного вызова.
Мой код имеет внешне при условии, __cdecl функция обратного вызова.

Я не могу передать свой указатель на функцию в C-API, так как они считаются разными типами.
Обход системы типов и использование reinterpret_cast<> естественно, приводит к ошибке во время выполнения.

Вот пример из Вот:

// C-API
// the stdcall function pointer type:
typedef CTMuint(__stdcall *CTMwritefn)(const void *aBuf, CTMuint aCount, void *aUserData);

// A function needing the callback:
CTMEXPORT void __stdcall ctmSaveCustom(CTMcontext aContext, CTMwritefn aWriteFn, void *aUserData, int *newvertexindex);
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

// C++
CTMuint __cdecl my_func(const void *aBuf, CTMuint aCount, void *aUserData);

// I want to call here:
ctmSaveCustom(context, my_func, &my_data, nullptr);
//                     ^^^^^^^

Есть ли способ безопасно преобразовать и / или обернуть функцию с одним соглашением о вызовах в другое?

Я нашел способ сделать это, передав кастовую лямбда-захват второй захват лямбда Первый передается как обратный вызов, второй через void* user_data, Это работает и безопасно для типов. Но это довольно запутанно для чего-то, что кажется таким простым.

10

Решение

Вы можете создать оболочку для перевода между различными соглашениями о вызовах:

template<typename Func, Func* callback>
auto make_callback()
{
return &detail::callback_maker<Func, callback>::call;
}

с callback_maker определяется как

template<typename T, T*>
struct callback_maker;

template<typename R, typename... Params, R(*Func)(Params...)>
struct callback_maker<R(Params...), Func>
{
static R __stdcall call(Params... ps)
{
return Func(std::forward<Params>(ps)...);
}
};

Это должно быть довольно общее решение, позволяющее указать прототип функции. Вы можете использовать его следующим образом:

//  external_api(&not_stdcall_func); // error
external_api(make_callback<void(int,int), &not_stdcall_func>());

демонстрация


Если указатель должен быть определен во время выполнения, вы можете сохранить обратный вызов в пользовательских данных. Вы должны правильно управлять временем жизни, но, скорее всего, вам это уже нужно. Опять же, попытка общего решения. Сделайте обратный вызов и сообщите ему, какой аргумент является указателем пользовательских данных:

template<typename Callback, size_t N>
auto make_callback()
{
using callback_maker = detail::callback_maker<Callback, N>;
return &callback_maker::call;
}

С callback_maker определяется как

template<typename T, size_t N>
struct callback_maker;

template<typename R, typename... Params, size_t N>
struct callback_maker<R(*)(Params...), N>
{
using function_type = R(Params...);

static R __stdcall call(Params... ps)
{
void const* userData = get_nth_element<N>(ps...);
auto p = static_cast<pair<function_type*, void*> const*>(userData);
return p->first(ps...);
}
};

а также get_nth_element как

template<size_t N, typename First, typename... Ts>
decltype(auto) get_nth_element_impl(false_type, First&& f, Ts&&...);

template<size_t N, typename First, typename... Ts>
decltype(auto) get_nth_element_impl(true_type, First&&, Ts&&... ts)
{
return get_nth_element_impl<N-1>(integral_constant<bool, (N > 1)>{}, forward<Ts>(ts)...);
}

template<size_t N, typename First, typename... Ts>
decltype(auto) get_nth_element_impl(false_type, First&& f, Ts&&...)
{
return forward<First>(f);
}

template<size_t N, typename... Ts>
decltype(auto) get_nth_element(Ts&&... ts)
{
return get_nth_element_impl<N>(integral_constant<bool, (N > 0)>{}, forward<Ts>(ts)...);
}

Теперь на сайте звонка

using callback_t = CTMuint(*)(const void *aBuf, CTMuint aCount, void *aUserData);
auto runtime_ptr = &not_stdcall_func;

pair<callback_t, void*> data;
data.first = runtime_ptr;
data.second = nullptr; // actual user data you wanted

auto callback = make_callback<callback_t, 2>();

ctmSaveCustom({}, callback, &data, nullptr);

демонстрация


По предложению Андрея Туркина вы можете заменить указатель пользовательских данных в списке параметров. Вместе с forward_as_tuple, это устраняет необходимость get_nth_element, Модернизированная функция вызова:

static R __stdcall call(Params... ps)
{
auto params_tuple = forward_as_tuple(ps...);
void const* userData = get<N>(params_tuple);
auto p = static_cast<pair<function_type*, void*> const*>(userData);
get<N>(params_tuple) = p->second;
return apply(p->first, move(params_tuple));
}

и вот упрощенная реализация C ++ 17 apply:

template<typename Func, typename T, size_t... Is>
decltype(auto) apply_impl(Func f, T&& t, index_sequence<Is...>)
{
return f(get<Is>(t)...);
}

template<typename Func, typename... Ts>
decltype(auto) apply(Func f, tuple<Ts...>&& tup)
{
return apply_impl(f, move(tup), index_sequence_for<Ts...>{});
}

демонстрация

11

Другие решения

В случае с Visual C ++ (начиная с VC11) лямбда-выражения без состояния реализуют оператор преобразования для указания функций всех соглашений о вызовах.

Так этот, может работать так же хорошо

#include <iostream>
using namespace std;

int __cdecl foo()
{
return 2;
}

void bar (int (__stdcall *pFunc)() )
{
cout << pFunc()*2;
}

int main() {

bar([](){ return foo(); });

return 0;
}
4

Если обратный вызов не известен во время компиляции, у вас есть следующие опции:

  • Используйте одну функцию-обертку и передайте целевой обратный вызов в user_data, Pro — достаточно прост в использовании; кон — потребности user_data для собственного использования; требует очень похожих функций подписей
  • Используйте класс-оболочку, выделите экземпляр класса и передайте this в user_data, Pro — более универсально, так как он может захватывать некоторые данные в каждом случае (например, он может хранить user_data для целевого обратного вызова или передачи дополнительных данных целевому обратному вызову); con — необходимо управлять временем жизни экземпляра оболочки
  • Создайте отдельные thunks для каждого отдельного целевого обратного вызова. Pro — не требует использования user_data; con — довольно низкоуровневый и довольно непереносимый (в обоих компиляторах в ОС); может быть трудно сделать; трудно сделать в С ++, не прибегая к сборке.

Первый вариант будет выглядеть примерно так (беззастенчиво срывая @krzaq):

template<typename T> struct callback_maker;
template<typename R, typename... Params> struct callback_maker<R(Params...)> {
static R __stdcall call_with_userdata_as_last_parameter(Params... ps, void* userData) {
R(__cdecl *Func)(Params...) = reinterpret_cast<R(__cdecl *)(Params...)>(userData);
return Func(std::forward<Params>(ps)...);
}
};
template<typename Func> constexpr auto make_callback() {
return &callback_maker<Func>::call_with_userdata_as_last_parameter;
}

...
extern void external_api(void(__stdcall*)(int,int,void*), void* userdata);
extern void __cdecl not_stdcall_func(int,int);
external_api(make_callback<void(int,int)>(), &not_stdcall_func);

Вероятно, не для вас, так как вам нужно userData для обоих обратных вызовов.

Второй вариант:

template<typename T> struct CallbackWrapper;
template<typename R, typename... Params> struct CallbackWrapper<R(Params...)> {
using stdcall_callback_t = R(__stdcall*)(Params..., void*);
using cdecl_callback_t = R(__cdecl*)(Params..., void*);
using MyType = CallbackWrapper<R(Params...)>;
CallbackWrapper(cdecl_callback_t target, void* target_userdata) : _target(target), _target_userdata(target_userdata) {}
stdcall_callback_t callback() const { return &MyType::callback_function; }
private:
static R __stdcall callback_function(Params... ps, void* userData) {
auto This = reinterpret_cast<MyType*>(userData);
return This->_target(std::forward<Params>(ps)..., This->_target_userdata);
}
cdecl_callback_t _target;
void* _target_userdata;
};

...
extern void external_api(void(__stdcall*)(int,int,void*), void* userdata);
extern void __cdecl not_stdcall_func(int,int, void*);

void * userdata_for_not_stdcall_func = nullptr;
CallbackWrapper<void(int, int)> wrapper(&not_stdcall_func, userdata_for_not_stdcall_func);
external_api(wrapper.callback(), &wrapper);
// make sure wrapper is alive for as long as external_api is using the callback!
4

Отвечая на себя, надеясь, что у кого-то есть более простое решение.
Подход такой же, как объяснено Вот.

Мы собираемся использовать следующее:

  1. Беззастенчивые лямбды могут быть автоматически приведение к указателям на функции с любой желаемое соглашение о вызовах.
  2. Функция C-API обеспечивает void* user_data способ передачи данных в обратный вызов.

Мы передадим C-API две лабмда:

  1. Один из них приведен к правильному соглашению о вызовах;
  2. Другой захватывает обратный вызов fn-ptr и передается как user_data в захваченную лямбду звонить. Захватывает и то и другое оригинальный обратный звонок а также оригинал user_data для внутреннего использования.

Вот код:

// This is a lambda that calls the (cdecl) callback via capture list
// However, you can't convert a non-captureless lambda to a function pointer
auto callback_trampoline = [&callback, &user_data](const void *aBuf, CTMuint aCount) -> CTMuint
{
return callback(aBuf, aCount, user_data);
};

using trampoline_type = decltype(callback_trampoline);

// so we create a capture-less wrapper which will get the lambda as the user data!
// this CAN be cast to a function pointer!
auto callback_wrapper_dispatcher = [](const void *aBuf, CTMuint aCount, void *aUserData) -> CTMuint
{
auto& lambda = *reinterpret_cast<trampoline_type*>(aUserData);
return lambda(aBuf, aCount);
};

ctmSaveCustom(context_, callback_wrapper_dispatcher, &callback_trampoline, nullptr);

Это безопасный тип и работает как положено.

Было бы здорово превратить это в универсальный инструмент, подобный тому, что предлагает @krzaq в ответе.

ОБНОВИТЬ:
Вот более простая формулировка с одной лямбдой без захвата, но с той же концепцией:

auto payload = std::tie(callback, user_data);
using payload_type = decltype(payload);
auto dispatcher = [](const void *aBuf, CTMuint aCount, void *aUserData)->CTMuint
{
// payload_type is visible to the captureless lamda
auto& payload = *reinterpret_cast<payload_type*>(aUserData);
return std::get<0>(payload)(aBuf, aCount, std::get<1>(payload));
};
ctmSaveCustom(context_, dispatcher, &payload, nullptr);
3