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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) S6 q) \/ c. {7 ?/ R$ `- u
: Z( ?5 e- @1 A9 l( a
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。
9 a2 h5 J* L2 E5 k # o8 W1 q4 ^. A, k+ r3 H5 b0 ?% [5 k- @
2. Function Call Impl% L* p( q# Q' N7 X1 z: O
! @; `& p" ~5 i& {3 K
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:7 I" v- n' F+ @2 ^$ I
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;

/ C) X* a: m8 _& ba = a;

  A# k+ N3 Z; ~2 e. O, wb = b;

7 p( z' G" U$ N! W6 M& jtestr();
}
void testp(void)
{
0 l4 `( ~1 p2 B
testq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示
$ J" ]7 c; ]' u2 b# ?
6 U7 B( |6 S: A8 d7 R4 g" D7 V& H2 q
' \, V, J7 @& q0 P& e1 p
1 ^, r: d- f7 t0 n6 X0 U) J5 Y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。
, ]4 h. C: F  H3 E7 S 9 h; H% W; M, e3 v8 ~
3. VA_START, VA_ARG,VA_END/ C0 R& w& r9 r4 b: u3 ?

3 h" ~2 j+ P7 j! y3 H/ b$ Y2 J! d7 B8 j
$ U% I; A: x1 v: t& I* [/ f
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:
% V  J2 j0 N) @# Q1 x
#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)
' m/ G3 F, J$ C- N; \! I(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
/ u7 a& z; G$ R(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
! B6 [+ @# Y% Z! d* Z
void OemCallBack(

5 E# W2 |# I+ ]$ {( F" I. pIN OEMCALLBACK
! o: Z5 Z4 Q0 ~- k5 C+ ^# `, v*
this,
; \7 @" ~: y& v" }: \
IN UINT324 W4 ]% D* n. ?5 ~9 x: f+ ]
NumOfArgs,
  f7 u) x3 z: I0 K
...
! O, ?) W' p6 @9 k  m, J! V' e# Y
)
{
' h5 v) {( W: n8 k
VA_LIST5 [2 G6 }7 ^6 G; `# Q
Marker;
+ m* T6 B3 T6 V5 h# A& a
UINT323 q; a# g$ W5 S! f" L1 A4 e
Tmp;
" [' x. x7 ?5 G
UINT32- {9 J) g" Y" S2 H; i/ t$ e% d
Cont;

5 j2 t2 a# H4 w: R" q8 pVA_START (Marker, NumOfArgs);
9 h9 {- d+ u$ ~' p+ g- ]
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)

+ j# P9 L0 E  n# N: c" }4 i- p{
' I) f$ r0 E0 U2 V
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);
5 T) D1 f3 d+ {" K5 U
printf(
"The value is :%d,",Tmp);
* {2 c9 ]. G0 y
}

% X8 J% }. z. B" ?& U- R, p: h$ l
# J7 q4 {% K. v& G2 r- |& O( Y
printf(
"\n");
! @0 r# p- @# G5 w- _
VA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{
- e' |# ~; C4 \) x8 D
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}- C: p. D/ Z( b/ J& d! Q+ |
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:
/ A+ c/ G0 _) ~5 {1 l( K% e, d
) x9 |$ u+ B) K, Q0 A3 Y; r
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。
% M" d6 Z$ _  N# a# k

! Z) x4 Z! c4 P( d+ T0 ?' j: ^
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!
: r7 _/ @% E0 N8 }" X. G' S2 [6 K
7 P; v9 c4 u9 ?Peter
1 E, f$ ?" }4 _- T  G2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!9 e9 Y9 B- y. t8 m( ]/ D. o) q! S
VA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
: y1 v9 G3 Q9 U0 E+ A; |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!
0 x- B' o  ]- w& P. C+ S9 P4 E
: p0 [& }1 O. ~% u[ 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
! {' Y( @$ |1 y只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用! [8 C, e( B( ?9 U! l' ^% \6 G
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
8 x  D; t1 B3 F楼主能不能再指教一下?
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