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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. Introduction9 X3 x- c' m  g5 e

7 U3 j1 g# K% G7 k, y5 I* V+ F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。
- r; T# b5 @' a. i* m, w1 N& v  z
- ]0 |" `) L) [8 {+ g5 k( M2. Function Call Impl1 O# k- c( C6 o5 ~. c& U( W9 ?
0 |& w0 T/ m3 G5 p5 K" G+ {
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:
! W( \& Y: s6 q! `  ]7 \
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;

/ j# n; G0 a6 ~$ Fa = a;
* ?- F, z# Z" [' y
b = b;

. j6 `% \- s, m- c' P7 I, Ptestr();
}
void testp(void)
{

! v7 q: N2 [2 I, P# t& {  Xtestq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示
3 H* _: h* b- _! I/ M+ T
$ q/ }+ i4 l/ B1 k* e; C( M1 @# a
! k6 Z4 Q9 R* T+ D) E  D( f
5 R9 B  C9 r7 O. x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。
7 I0 P( e- L% K8 m - h5 O7 T9 }' I3 {4 F
3. VA_START, VA_ARG,VA_END
, v7 o1 D$ `5 O: B( T0 Q* B! X, E% p. q% l  e& l

# ~0 n* j( F% Q$ j8 i  N+ ?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:
8 x% M# ~9 Q! x3 Z6 w" f7 Y
#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)
9 K* v8 x+ Y) n/ z' N& [, N0 j(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
2 `+ M6 u4 A8 s2 X(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
; C2 L- }: m% X- [# h
void OemCallBack(
2 F) t: W6 o9 H' x, V& t# `4 V# i
IN OEMCALLBACK
+ B& d9 {8 r/ N$ o6 |; h*
this,

3 d2 q. x) h. P. Y7 z; d" CIN UINT32( }  B- |2 A: X' {' Q% C2 W6 D
NumOfArgs,

% ]! m; h7 b' P3 b, w...
& @+ w( [3 P' g4 ^3 O8 K' j
)
{

0 B# z/ W; W, d5 hVA_LIST
/ q  C9 ~  r- h" n- O+ z* PMarker;

) v3 p$ S3 Y2 P+ `2 e9 B  |UINT32: T6 W7 h- ^: J# S- P/ P$ w
Tmp;
8 b. s4 ]: e5 j1 t# ~
UINT32
% u! g5 g% S* g  ECont;

' U; R$ m2 V* O/ z- vVA_START (Marker, NumOfArgs);
0 p! B; i- s4 v4 v& ~
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)

! T& F6 J2 G- O6 \" v* ?- p* a{

. I3 f6 I+ C4 N5 \3 G6 h$ W( q8 I, |Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

: j, a4 H( I; y0 @1 o% y( K) Xprintf(
"The value is :%d,",Tmp);
3 f* X3 i7 c  H" f
}
* T1 |- I0 S3 ?! m1 B* x
+ s7 M2 x; ^$ i) E
printf(
"\n");

! v3 G) Q# A* }( N! Z: y1 IVA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{
/ U4 i( K$ U, x3 M
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}
9 A6 w) a1 l. @# E) B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 ?, g& z5 L& E# y8 V0 E
+ I9 \" H5 U$ s5 d4 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。
& |% J! ]( K4 c' [
( q6 T% `- @( _+ ]: ]! H
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!
: E3 `& x, X) f" U% o
# ^0 q2 I0 h4 x/ ]Peter0 n0 a( n% r1 {+ ?
2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
; N( K- [" j' W( e# MVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。$ N8 n* m: x3 m0 l  e
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!
9 @7 H- |  }. b& i  g6 Q* r4 ~( i; e; V
[ 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
7 i# Q5 @( w4 [0 X+ [& I' K只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用7 _6 ]* D8 y/ L6 S" S
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别) H, ?$ ^! m: y
楼主能不能再指教一下?
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