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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
: N# k$ @( [, \7 |% M3 V8 Y& A7 ~. S
+ D( p% }0 b4 v  e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。: i8 `9 d$ f! K! o8 _
5 c: S: F' y4 N. }
2. Function Call Impl
+ w- S6 L! t9 p 7 [- I5 C+ t7 |; z! c4 m3 f
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:4 [( M2 E: g) y* C2 }) c# E- r
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;

7 m" ?2 s8 Q& M* ba = a;
* s! C7 t. {+ @+ b! \3 X' A
b = b;
( s) H& ~' ~6 U; ^) W
testr();
}
void testp(void)
{
% e) p4 j  R8 e1 h
testq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示
6 c3 X) G. y7 _- \( v
2 R4 U* {7 h1 I! D$ J! V  e+ B, ?# A8 O+ _* o& w7 r6 q5 M
9 n  u- D% \$ d
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。# L$ Y6 i/ Q' Z( i& u1 G
% p, [9 w( A3 A
3. VA_START, VA_ARG,VA_END+ C+ S; Y( t. w3 B6 U, N
$ u0 _5 \0 S1 k) }4 T4 D
" y/ J( H9 q8 I4 }! ?& l& @
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:
, T* F2 F/ @. ?. U. E
#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)1 k( R8 d3 R2 z) }" p! u  Y6 a
(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)* e4 r! f9 ^* {' l1 A
(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
" z5 [- ^' p! |3 m) D
void OemCallBack(

" {% s$ q2 X( j" K6 ~$ xIN OEMCALLBACK2 z: B5 \# c, d9 [6 r
*
this,

+ T2 c5 K% Y* e  dIN UINT32! {4 _3 e% e7 y+ I" P+ d+ a
NumOfArgs,

( q" ^) ?" }) j6 J2 S0 Y...
. f* d' }, U% D1 u
)
{
  z7 W9 F6 W" e. [9 o& z% b" H" O
VA_LIST# L* ^) R+ Y4 ]4 o2 `
Marker;

0 u2 U1 U8 T$ `; Q, l: D5 UUINT32! y" [) D- Z* R  ]
Tmp;

( g, v( {( Q( PUINT32& Z) Y, I, f+ w
Cont;

  f5 c  D8 Q) RVA_START (Marker, NumOfArgs);
! t% r* m. [: }
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)
# ^7 s! `: o( [6 k5 W7 z6 W* H
{
- w7 H( ?6 S% q" ?- L
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);
+ ]# j* l/ G2 ?+ n$ Y
printf(
"The value is :%d,",Tmp);

/ `6 I* _4 {7 T! E2 m. D}
+ \2 _; s$ P- _6 V  X/ e

: C1 X  _7 j0 t& u/ F2 C4 eprintf(
"\n");

* d: }* w: O! pVA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{

7 Q( J! a1 F6 p4 D5 TOemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}
' N6 B9 l* T; ^, j5 N3 e* E9 H0 N8 p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:6 b9 u# i4 a/ p+ G; I9 I/ H9 Y
4 ?  }) o$ z% H
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。

/ V( J; Y% Y$ d7 Z: M% u, G9 M: q0 d3 F& G% ^( i7 B. ^: y
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!
; C4 _( h) Z  z
# ^( G1 ^- e  @2 NPeter
0 V" y+ o0 K! 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~~~!: p) u2 E+ y3 e! c& b
VA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
2 b( {. I  v3 T; c. [" j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!
3 F: ?1 S6 p- v4 X# j4 d( `5 g7 q8 m0 {6 v
2 c/ j: a' B! l* S2 u! j) {6 V  U6 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" v. ?4 Z/ m6 i8 v: r+ l5 v+ j
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
! Q$ R: k9 K! b- E. S* q, s也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别0 v; v( D# [7 O6 o
楼主能不能再指教一下?
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