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[原创]VA_ARG IN EFI

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发表于 2009-10-22 20:19:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
VA_ARG IN EFI
1. Introduction: W# O# f! G1 }& t+ x

$ V+ @0 A6 I; Q; ~; W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。, v. Z- a9 F( }
0 i  Y; J! g# T1 Q# D# y
2. Function Call Impl6 i/ `6 \; J' q9 M5 F9 |  \0 t
# D1 l) D7 `- ]
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stackC是没法活J,这也是为什么EFI code 只能99%而无法100%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Ccode)。先看一看函数调用过程中stack的变化状况:
% [- c  w* \% R9 i" A3 D+ j, Q
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;

& h! |8 o2 L( ]5 O/ U4 Na = a;
; H& m- X* K. ?$ Z1 |6 r, M# E
b = b;
( Y/ O# B) @- i! q1 `# a
testr();
}
void testp(void)
{

# w5 Q. V5 z' z* d& M( ^testq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示
# l! J% S0 \9 j/ h0 U" G& u. i- O; }# R. G% i
1 V7 J/ q5 l- `( _
% T6 }3 l) Z1 D: o6 s
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testpebp为另一个frameebp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(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。( e, L: Z( N( t
2 q( I5 B( v, q, n
3. VA_START, VA_ARG,VA_END
- n9 t6 R/ d" l* a" H
" g. |3 T3 k# q2 B3 [$ ?
7 x2 s: o; v8 f% U
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codeJedk中的实现如下所示:# H- g& N; D1 Y1 ~6 A
#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)
5 m1 P  N  A$ {(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
$ ]; A) U) b9 `' {3 h(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! w! h: r: }( _; p7 m  d1 w, \/ `
void OemCallBack(
" D$ i) }+ H0 Y4 r" ]
IN OEMCALLBACK) M! ^7 u- Y1 X. }: c# e- c+ {
*
this,
5 x1 P, j2 {  j9 M$ s$ q& u# n
IN UINT32
% M& p; [1 T6 G8 UNumOfArgs,
1 V: N. V" H/ P$ X; w
...
1 R2 {  K! S! w- `& X6 @
)
{
; y! |; n3 r: a* G3 {. |
VA_LIST/ x/ u; q8 ^  a4 {4 h% e
Marker;

" F, }& b0 M& q, ]) Y. x% uUINT32. c" t2 @: T' e. g
Tmp;

  x- t* B) F1 u: Q. R3 EUINT32, H, a8 G; a: D
Cont;
$ V/ m; z( l8 ]- ~* R; g
VA_START (Marker, NumOfArgs);

4 O& u4 K. b4 d; D( k+ C+ q* T( {
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)
: A3 i4 O6 l: ^, x% x5 J* Z6 K1 Y- S
{
% V8 b2 N, H; m" P, ]
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);
; B1 a8 p8 _, f* L' d" p1 \8 O" M5 y
printf(
"The value is :%d,",Tmp);

7 @( x/ [1 d% ]: J( D$ Z+ [}
/ B" C( B, T& @+ {; e5 ~
" Z  ^- ?. Z, {( F6 C- Z
printf(
"\n");
; G+ s! x2 j+ J" z8 |
VA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{

1 o9 R( N3 ~" j$ kOemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}$ w5 L& `( v. K/ M/ r3 n2 c
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:8 b' E2 F# D) G& w) F; r

1 Z, G/ ]9 Q2 m+ L& _( o% Q3 |3 A
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。

( o3 _6 O( O, j; [& @# x9 J9 p) P0 R6 _: M2 L& q
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!
9 U; A1 R' E9 G- A( g! E ! ]9 m7 e5 j2 Y6 @: T9 Z; Z# e
Peter
, P6 e. C. h; }  b& K2 @# f; n2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
/ E9 Y& ^3 |( I- b- i2 u- @6 sVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。% N7 z) A) H2 V4 s
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!
+ U  C% r' h% M6 @; g
' ^+ J! S9 s5 R/ @) a[ 本帖最后由 adward 于 2009-10-23 15:54 编辑 ]
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发表于 2009-10-23 15:37:45 | 显示全部楼层

楼主辛苦

谢谢楼主总结此功能
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发表于 2010-1-25 19:14:11 | 显示全部楼层
楼主辛苦了!thanks!
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发表于 2010-1-27 18:32:29 | 显示全部楼层
相当清楚9 W1 A6 I$ ]0 u8 T% x. V$ w% z
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
* }3 m& e% D- |也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别; _$ Z/ \* j' ~$ X' i0 X. [
楼主能不能再指教一下?
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