[原创]VA_ARG IN EFI

peterhu

VA_ARG IN EFI

1. Introduction
9 w. J6 \  ~1 p2 M' t
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。
$ b/ _8 k5 R* H3 p* u
2. Function Call Impl
' P! t! u  V# Y$ {$ p+ Z) H
3 m3 c: J6 i, w4 d' p( r" i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stack，C是没法活J，这也是为什么EFI code 只能99%而无法100%用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C的code）。先看一看函数调用过程中stack的变化状况：

void testq(int a,int b)

{

     int tmp;

a = a;

b = b;

testr();

}

void testp(void)

{

testq(1,2);

}

testp调用testq，这时stack的状况如下图1所示
, r9 ?3 n, ]! H/ k& u( P6 z. z0 t


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testp的ebp为另一个frame。ebp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(从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。
: K% U% r/ l5 c# [# Z$ ^
8 G! G# \( T& A* j# f3. VA_START, VA_ARG,VA_END
, @- V3 @+ x' M4 R
1 {6 m- J5 D  u
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codeJ，edk中的实现如下所示：

#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)
+ w' z. b* A& \& h! {; c# c(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))

#define VA_END(ap)
(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
- }! f: |, ~) k- s

void OemCallBack(

IN OEMCALLBACK
7 v% e0 l& f2 m( ]$ S* b  f' m# K+ m*this,

6 X+ w$ _( V; }7 w' v. V2 |& f( ?IN UINT32
+ y' p) f: ?4 Y$ u# i' H) XNumOfArgs,

! f7 j& J2 O9 x0 P( d...

)

{

* V+ h, H6 D% t" kVA_LIST
$ N/ h2 U3 T* @) I1 t. N% VMarker;

UINT32
5 o  N2 ^+ A1 W5 j" p: e6 o9 ]+ x3 UTmp;

0 X( g; S8 o- Z& u$ T( Y5 UUINT32
! _+ t% e8 E' x, m5 fCont;

) N7 \/ o; E" h! K' i' {! k4 ^VA_START (Marker, NumOfArgs);

( Y& y8 x2 m* }* c, v# \

  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)

" Y: i) ~* Q: A0 i8 c% s+ v{

+ v; }+ d1 G/ v5 [6 U+ s9 NTmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

printf("The value is :%d,",Tmp);

/ A, Q. _% ]& c, f0 r/ P}

/ i* f; e; d4 t2 E2 ]

printf("\n");

VA_END (Marker);

  return EFI_SUCCESS;

}

int main (int argc,char** argv)

{

, N9 v/ Q; K3 |% @# n+ I0 ]* wOemCallBack(NULL,3,5,10,33);

     return 0;

}
/ s  L1 N8 }/ G& J2 q% p, E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：

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。

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！

* V' j4 ^9 {- cPeter
2009-10-22

adward

沙发～～～！
9 n1 o" V. _& k6 uVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
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！
4 }* H& T0 j  u2 K" k
[ 本帖最后由 adward 于 2009-10-23 15:54 编辑 ]

bellid

谢谢楼主总结此功能

peter_hu

楼主辛苦了！thanks!

Andy1990zx

相当清楚
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
6 s& ?1 i8 Q5 g也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
! A8 F0 }2 V' [) L; g  n楼主能不能再指教一下?