peterhu 发表于 2009-10-22 20:19:17

[原创]VA_ARG IN EFI

VA_ARG IN EFI1. Introduction

可变参数其实是标准C语言一个内建的功能,它和EFI本身并没有太多关系。但是它在EDK中有重新实现和使用,而且我们家的code base使用频繁,很多oem callback都使用了可变参数以此获得函数格式的统一以及参数传递的灵活性。所以我就提一下可变参数的实现,希望对Legacy BIOS转过来的以及对C不是很熟悉的朋友有所帮助。

2. Function Call Impl

要想搞明白可变参数的实现,那就肯定不能不提C的运行所必需的一个核心部件stack。离开了stack,C是没法活J,这也是为什么EFI code 只能99%而无法100%用C实现的其中一个原因(sec阶段需要准备好stack然后才可以交棒给C的code)。先看一看函数调用过程中stack的变化状况:
void testq(int a,int b){   int tmp;
a = a;
b = b;
testr();} void testp(void){
testq(1,2);}testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示



通常情况下stack由高地址向低地址增长,压进去一个参数esp就会减小,弹出当然就会增加而且通常会以机器字对齐。一个函数保存局部变量以及调用下一级函数所需要的stack空间被称作一个frame。如上图1所示以ebp所指向的地址为界,ebp上方的为一个frame,下方包括保存的testp的ebp为另一个frame。ebp的存在也方便了函数参数,和局部变量的存取。ebp+n即可取出参数,ebp-n取出局部变量。函数调用参数进栈的顺序与平台和编译器有关,但通常都是从右向左进栈,所以testp会将b先进栈,然后是a接下来保存返回地址(从testq返回时继续执行的位置)。了解了这些知识,就足以揭开可变参数的面纱了,下面就来看看可变参数的实现。

3. VA_START, VA_ARG,VA_END


这三个宏就是可变参数的所有秘密所在了,所有的代码一共不超过十行,可是如果不清楚前面所提到到stack的布局,想搞明白这几行代码也不是很容易哦。翠花上codeJ,edk中的实现如下所示:
#define _EFI_INT_SIZE_OF(n) ((sizeof (n) + sizeof (UINTN) - 1) &~(sizeof (UINTN) - 1))//// Also support coding convention rules for var arg macros//#ifndef VA_START typedef CHAR8 *VA_LIST;#define VA_START(ap, v) (ap = (VA_LIST) & (v) + _EFI_INT_SIZE_OF (v))#define VA_ARG(ap, t)
(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))#define VA_END(ap)
(ap = (VA_LIST) 0) #endif用一段测试sample code,演示和讲解一下可变参数的使用和原理
void OemCallBack(
IN OEMCALLBACK
*this,
IN UINT32
NumOfArgs,
...
){
VA_LIST
Marker;
UINT32
Tmp;
UINT32
Cont;
VA_START (Marker, NumOfArgs);
for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)
{
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);
printf("The value is :%d,",Tmp);
}

printf("\n");
VA_END (Marker); return EFI_SUCCESS;} int main (int argc,char** argv){
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);   return 0;}
先来看调用栈长的什么模样,再来分析实现原理吧,调用栈如下图2所示:

VA_START展开以后就是(Marker = (VA_LIST) & (NumOfArgs) + _EFI_INT_SIZE_OF (NumOfArgs))也即求出NumOfArgs之后的参数的地址,图中红色部分,也就是可变参数列的首地址。VA_ARG展开以后就有点意思了:(*(UINT32 *) ((Marker += _EFI_INT_SIZE_OF (UINT32)) - _EFI_INT_SIZE_OF (UINT32)))这里就是defrence出当前Marker指向的地址的t类型的值,并且移动Marker指针为下一轮做准备,这就是“Marker += _EFI_INT_SIZE_OF (UINT32)”奥妙所在。这样逐次移动Marker指针就可以遍历出所有的可变参数了。VA_END就没什么好说的了,防止出现野指针:Marker = (VA_LIST) 0。最后一个_EFI_INT_SIZE_OF它是为了特定平台的内存对齐的需要,因为这个UINTN在不同的平台下大小不同,所以使用这个宏会将内存对齐到一个机器字。关于可变参数还有要特别强调的地方就是:一定要有结束标识,否则程序无法识别参数的个数,OemCallBack中的NumOfArgs就给出了参数的个数,另外就是至少要有一个不变的参数J,否则无法获得可变参数的首地址。

以上就是可变参数的所有内容了,希望有人能够从中获得帮助,也不枉我一番辛苦。再写要吐血了,闪!

Peter
2009-10-22

adward 发表于 2009-10-23 15:36:59

沙发~~~!
VA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
楼主剖析了其基本原理及实现方式,可谓拨云见日,受益不小啊!:victory:

[ 本帖最后由 adward 于 2009-10-23 15:54 编辑 ]

bellid 发表于 2009-10-23 15:37:45

楼主辛苦

谢谢楼主总结此功能:kiss:

peter_hu 发表于 2010-1-25 19:14:11

楼主辛苦了!thanks!

Andy1990zx 发表于 2010-1-27 18:32:29

相当清楚
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
楼主能不能再指教一下?
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