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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
! W2 u0 s: H) ?  ?0 k4 ~
. |/ |5 g3 u- \( ?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。3 E( U9 t  j; J" T/ L' {

. i% s' U0 p. [3 N4 d) J2. Function Call Impl2 f. ?9 [5 K+ }# P- ?; I# s8 d) y

+ ?6 ~( _8 D# a0 R9 n1 L8 Q4 U9 r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:! A6 \* R8 r' |
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;

6 H3 E) e" N/ j6 aa = a;
+ W) ]2 l* N8 h8 o
b = b;
- R5 q, o. {0 E1 I. Y: Y- Q& A
testr();
}
void testp(void)
{

& p  |3 `) c7 R# ftestq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示1 R8 M" K( {  D9 u8 t
7 l# R) F# S) |7 F. t. m( R0 t  t

+ V# |" s& V, y4 ?1 [5 S9 d& b* Z; K: n- j% H5 G
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。1 _* y. |& U$ Y- M* U, b
& q; p1 v" g1 }* _" \: B  N! Q
3. VA_START, VA_ARG,VA_END
4 F" w7 B0 A& d4 h  u- v0 N& }' A
& ^1 o% U# i' m
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:( {0 M, ?# j$ ^' b) Q% z. c
#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)
3 ~3 m/ m; ~- M(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
1 m* |1 @4 c. {/ S4 x/ M/ j. Z(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
7 u6 a0 ^/ J/ c% G$ v
void OemCallBack(

* z4 h5 y  E5 q3 G9 G+ E/ G- K' uIN OEMCALLBACK
7 |) T5 f! ]1 w*
this,
! t. M9 Q# n, ?' g
IN UINT325 \4 ^) E% K) Q; F  Z
NumOfArgs,
! s5 ^; }: k/ C* e* `8 [, u
...
2 h2 S8 @/ {5 I) h' l# i; a) T
)
{

% F1 D2 F- Z2 m/ yVA_LIST* Q1 P2 T; X5 F3 C( j, m
Marker;

* b0 i( L! |2 M/ k6 D; {UINT32) e' e! y, H, U3 S7 r
Tmp;
: ^: E9 ?1 H& \) o0 y
UINT329 w  n# b3 M$ e" s8 o$ p& r4 W
Cont;

- R) H: x6 D; p) _5 lVA_START (Marker, NumOfArgs);

. q/ p: c$ H/ `
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)

/ e3 ^' l" o9 u{
) y0 j) K% A6 s- ^0 |
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

& u2 x9 [9 w) Q4 n- ]0 @printf(
"The value is :%d,",Tmp);
$ O: d$ H" f2 F$ i& y$ c( S* A7 \
}
# b1 k) e" D+ k" a: O: t1 O4 ~

; O" P4 a: ^, tprintf(
"\n");
; K5 z$ i5 j8 _$ C" \' D* Z9 s* |
VA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{
( V* P+ U* Q9 D
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}
' l) w. Q1 h( f/ D; W7 r6 X1 S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:; `$ M6 ~' k1 C2 d- d' z4 j

9 r! F/ z& x7 R' J! F, |& x
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。

3 c1 _  C, F; {
. V& c; G: A1 l& u' V
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!
) q4 S8 M- X6 b" b, ] - a) _4 J& g/ k/ Q8 I) Y! a& X* I* L
Peter. I/ R: U5 I+ W& n
2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
3 J. n+ [, s# m# _. V  JVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。. Z, K. F  _1 Z. d) K* _
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!
  [- M0 S, Z) r& S- \' `% D7 j3 O
; v, |* i4 t% X  K7 P: U# k" e[ 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 y, b1 t' c3 y0 B
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
+ M8 I. Z3 J) P' h3 e也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别: n- |& m/ H' [/ M5 ^1 V
楼主能不能再指教一下?
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