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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
8 m3 T: Q5 F- t: o! N$ l
7 {( [* P7 `4 v3 n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。
2 u5 T* C! ]3 P5 y2 O & f+ p, ]# F9 z: n0 B0 |" Z
2. Function Call Impl. L2 R: C# h4 ]! m

! m/ M- V6 N0 x# |! ^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:
9 r% E. W, ?* F# \: g3 _
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;
6 g# i. K! Q, m( D8 n2 L3 ]
a = a;
( Z5 y7 n1 J- M
b = b;
4 {, k4 \7 O+ C
testr();
}
void testp(void)
{

- x# e2 o7 m: C0 Dtestq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示
: `0 ?8 n0 E7 ^' ]
8 d6 @3 a7 q& k1 X* I9 I* C" A2 y6 R- n! }

9 h3 ~. x2 b" ^9 O( e' @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。
. S) m! t) v2 W- f9 M8 f & f, M0 n0 f  |; h; H* ^3 j& c
3. VA_START, VA_ARG,VA_END
* P* N5 o& @( Q" |& S$ ?/ h+ m4 b- k7 r4 Z  M9 r: j) ~
' y$ I1 ^7 @7 r4 G
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:
4 ?8 ^+ I7 D5 N0 h* }
#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! l/ B  e& m* n1 N6 }; v8 y(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
- v2 k8 F2 ^( \) ?(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, `8 S; B. ^3 B" w
void OemCallBack(
6 `- K9 M! O, @, ~
IN OEMCALLBACK4 u; [" H9 O9 w2 N
*
this,

, F; _- J4 `- P6 FIN UINT32
& ?: X+ I9 K- B* G& b5 X0 `. c7 PNumOfArgs,
$ B, r1 E& O8 q/ ~
...
/ |8 S6 `3 }1 e1 D
)
{

* f% \! `. r, ~* d% EVA_LIST
9 g6 U3 T; B" bMarker;
1 f# S( C6 l1 o( h
UINT321 @3 l3 I" t0 M+ ?9 N8 a
Tmp;
8 O+ r0 Q* C/ \1 ~& X0 ?8 X
UINT32
6 x8 P3 b% c( Z, rCont;

" b/ v. Q, S& q1 Y1 ^2 R0 d5 QVA_START (Marker, NumOfArgs);
# P6 r+ h* R: Q" f# J
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)
; [& ^; }2 u, X" f0 t  K! H) g; d
{

, `$ J- P, I+ c# f2 K4 T6 ~Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

: r3 F9 Q" ^% A$ @5 N& w; bprintf(
"The value is :%d,",Tmp);
4 {+ l  a3 B: B: P- N
}
" F, R3 R) H: t8 b
0 I7 N  ~3 u3 H- z
printf(
"\n");

) ]1 ]$ [# b$ ?  p. _  NVA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{
/ q/ @2 s/ A  J0 `. o- x% n; g; w
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}
# ^7 W1 U' C* A0 p  U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:7 E5 ~: ?1 p7 I6 D
7 |2 Q- a: `+ H* X4 J
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。

$ }2 @& P7 B3 ~( A
: `0 e1 o' w+ k- }/ q1 t+ ]
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!; B6 x8 |6 _* v1 s

2 a6 N, M& s& D. JPeter
( ~" l% ?) y8 d$ K# u5 l2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
, P  r+ ?' Y  g/ g6 gVA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
" s; \3 N8 y0 u& g. E- z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!
# z2 G( m% v( Y2 N- ]' F3 T# Y% ]4 R
[ 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; m; b; w- @8 b% L7 C
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用
& y) Y. o" }0 S( Y/ y也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
. J7 q1 `) \# ?! U楼主能不能再指教一下?
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