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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
- U4 ~3 K7 T/ f( X% R
! X: [7 w" S6 j4 e8 V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。
4 B! |" h$ R: t. t
. c& F* ?2 s  X) O2. Function Call Impl6 K. c9 q6 v6 U
- B. L  q5 o; |9 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:
: V6 T* H, Y" t3 o  E( {
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;
9 O# t2 k- T2 i! R* }' _1 W& M9 O6 _
a = a;
7 V; a. X) O% e" `5 x3 C( i
b = b;

; W/ E/ |; v) @5 m" Z0 htestr();
}
void testp(void)
{

, b/ Y* m. p% U7 N$ m5 ^& dtestq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示3 `4 J* C' k; q

2 L9 l6 q! |2 O# y- |5 j; T. V
8 N7 O9 A. I5 U# [
( R6 _2 K8 |* z3 P$ 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。7 B+ l5 x2 }; ]' G: s( x  l; q
% e2 d, u2 @8 ]5 u/ Z! l; a- M
3. VA_START, VA_ARG,VA_END! E. G7 F: j) m6 ^% k* e! b

9 m, T. ]6 w+ c$ u
) m7 D+ _  s$ R9 @4 w& Y
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:9 M- p! L$ S; w( }' G3 S3 l
#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)( n- v; D% c, T( ^# H, ^! ~% n/ J- w
(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
7 Y7 u" e! F5 p7 ?  p(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
! U5 F4 ~) u/ Z& N5 K6 J+ r
void OemCallBack(
$ A- V( W% I4 p) k. f$ G
IN OEMCALLBACK6 v0 b8 g, G1 H; d" {
*
this,

! V5 h: `* Q- z; a  q4 {IN UINT32
4 s5 n# I' R+ ^0 T: I9 iNumOfArgs,
7 ^. S  T, Z7 L1 D0 v0 J1 C. P
...

, d0 m; n7 t7 q( Y)
{

$ C7 ]$ A( p% m4 JVA_LIST
, y$ ^8 I$ ?5 a. p: m5 x0 PMarker;

* a0 k8 `( l4 S1 B" ?UINT32
2 F$ W* @3 z9 p5 TTmp;

  l0 m+ S& P3 ]) y6 w. \UINT32
# ^5 e/ m; Y# G* ?5 s% iCont;
" W; V2 F3 S, B* r7 z# S1 Q5 d
VA_START (Marker, NumOfArgs);
% s. }, q4 ?* u' r
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)
7 \: ]. ^. N5 X0 e7 c
{

6 c; y1 o( p; N4 jTmp = VA_ARG (Marker, UINT32);
2 f" M& T0 P% i" K# u
printf(
"The value is :%d,",Tmp);
. x4 Z$ A! y* z! F* ]
}
9 G2 U. g  ~$ A- t0 U! b" \7 E! S+ I
1 o& P# g& o& _1 F( x& _8 ~  p
printf(
"\n");
9 K/ ^2 z* v! q) V% k: A  F
VA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{

  c- r% y. v/ E8 eOemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}6 T/ Y+ u* }! [7 V  |/ X
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:
! ~. _2 E8 p, i4 b
  y' g; ~$ T3 B' g" 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。

* ?) V  [: R1 X3 ^- r
' n5 c! |, [; z  K8 `* 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!
# j4 Z+ j- j7 D. D$ T' o / k7 R3 {: E/ a1 I' Z- I
Peter6 O4 D' R: x0 n% e, S4 T
2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
" y) ~3 q# g  t8 oVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
5 |/ J. A) ~9 d! }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!! N3 \& {* y! t4 O- s$ S
! m; F% \( ?9 n' s4 s, t! Y
[ 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$ x% h- m; D: D" ~$ Z
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用& P1 Z# J: C% X3 g
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别5 T- v, ^' f4 Q
楼主能不能再指教一下?
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