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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
& k4 ?% R1 D4 T3 c
& `; B$ k* T6 y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。
- l. Q) ]( [6 e, ]1 K" ]; g 1 i0 U" a* B/ R, e, s5 r- b
2. Function Call Impl
1 [7 A. y! Y! W( [7 x- g, \
& ]: h/ @. Y3 b) H1 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:
& M. a: y& w: ]0 d- S; R7 ]; w: V# K
void testq(int a,int b)
{
     int tmp;
! b% |+ l( W+ t) m
a = a;
* x' H4 C. u* v7 z, @( h" _
b = b;

& a& e( ^) B/ x% P2 ]testr();
}
void testp(void)
{

( o3 Z& t' B! r1 Atestq(1,2);
}
testp调用testq,这时stack的状况如下图1所示; t4 c$ ^$ @! `8 B0 \6 [; \" q

  f) [$ g% c2 }; y/ m
/ n1 n8 M: V5 H  j% ], R! U7 `/ Y; V  {6 Y2 W+ 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。
5 p& y6 z$ H5 x: P- n ) Y& \. `! b/ g6 s
3. VA_START, VA_ARG,VA_END
! S; }8 n. R# ]; F3 I# {! t6 _0 l5 I! G! m
) C  [5 @: S+ C1 g  r
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:
1 q% Y& `2 Q$ \+ l9 r1 [0 Z$ j, 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)
: G7 l' ]8 k+ _( I3 d(*(t *) ((ap += _EFI_INT_SIZE_OF (t)) - _EFI_INT_SIZE_OF (t)))
#define VA_END(ap)
) i9 j& L. Y5 I(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9 y& J3 J: p5 ]7 j! B
void OemCallBack(

5 K* l5 f8 n9 s- E0 `) |& CIN OEMCALLBACK, p  X8 t) a; Y" O
*
this,
) S7 h  E8 U' F; J/ W9 j
IN UINT32
; D! z+ C2 V6 d2 A0 K* f0 ZNumOfArgs,

6 a; K! H7 S" p...

0 d7 o' T/ q& |/ P)
{

" k# j- l! i8 @# a9 a' }6 OVA_LIST: H/ j! U# i) C1 _, J8 v
Marker;
9 e- k0 a4 ?+ G6 S) d3 n
UINT32+ j% z( @# ^" ~# u: d; V' @7 M
Tmp;
  S! j+ z8 C/ x, @, U! K
UINT32
" {) c+ `1 S1 V" S- w  VCont;

3 W3 d1 l8 ]+ i9 n0 V) i" G. O; VVA_START (Marker, NumOfArgs);
: O  u5 B) \; I0 {& h- q. ^4 N0 @
  for(Cont = 0x00; Cont < NumOfArgs; ++Cont)

8 ^* l# o% g* ^- p{
% X+ y5 _9 X% L& x& [* ^  y8 c
Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

/ L" g2 q5 B6 x4 F3 ~% j3 jprintf(
"The value is :%d,",Tmp);
7 D4 Q% W) `& N" F$ Y# S
}
/ W: l' S3 @# |6 U# s

7 H& f" N9 E, {; Sprintf(
"\n");
8 t# A) _# ?' d4 H* b/ [' y8 k
VA_END (Marker);
  return EFI_SUCCESS;
}
int main (int argc,char** argv)
{
( J4 j) F2 r! j. w
OemCallBack(NULL,3,5,10,33);
     return 0;
}
6 ], K+ b6 A; J8 m: u2 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:  ?' N2 J/ E3 t; L7 ~5 q

8 U6 K3 f( S0 \8 _. l9 G
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。
  n$ _$ G- C( `, x8 U' a- F
" R0 t) q+ h7 Z  o' y: ^# V
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!
0 a$ h2 v) Y7 Y
7 ~8 d5 H% Q7 d( h7 F1 WPeter
+ \3 r2 ?5 r& j; J2009-10-22

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发表于 2009-10-23 15:36:59 | 显示全部楼层
沙发~~~!
: C6 {: f: u2 y& R# g% ?VA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。2 M8 p6 s9 M2 M
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!
5 W, K( n% h* v2 `+ S/ _! {) J- p$ ~
[ 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* Q5 R& f- ~2 k% i& A$ q
只是还是不明白_EFI_INT_SIZE_OF这个的作用. n: x8 G- ]0 q: \' d
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
# s5 Z, f1 v. b楼主能不能再指教一下?
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