[原创]VA_ARG IN EFI

peterhu

VA_ARG IN EFI

1. Introduction

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# A- Q  i7 z. m8 E* o
0 L' B7 @- l% G* _( |5 Z2. Function Call Impl
  \9 p! M+ A9 \* y2 q8 ~" P6 }' M
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;

9 Z+ j; Q* s  G9 t8 ^6 |6 x3 h1 k0 C, jb = b;

testr();

}

void testp(void)

{

3 D6 P# z& r  ntestq(1,2);

}

testp调用testq，这时stack的状况如下图1所示
4 J2 Q) M" c' {1 C4 c; e

- Y6 m( i( n% R! I8 N+ ?, G
7 H  M% s$ o) I& Y. k) c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。
+ L+ U  g/ U( `" y& Z
3. VA_START, VA_ARG,VA_END

2 r( R/ z, o' w
8 z) L3 }0 H, `7 _1 }3 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codeJ，edk中的实现如下所示：
! o2 L- [6 ^7 U& ~5 o  {3 }6 A

#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)
! m" q! [( V) U, _$ k(*(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
; b( _9 R! I6 B$ p1 Q- k: o. ~( O

void OemCallBack(

) l7 ~* i' m: n' U0 PIN OEMCALLBACK
*this,

IN UINT32
/ ^+ C4 ]5 ~3 [NumOfArgs,

9 _+ q" ^- P) A, q* b7 ?% [6 u...

)

{

5 F. n! U4 n9 o; R6 L$ uVA_LIST
$ v3 a3 c4 S; N' l* w! N5 oMarker;

& H! v! B: G( h# u+ D) HUINT32
Tmp;

7 B  g6 E1 G/ w) G- ^! z4 k8 FUINT32
$ i9 q. `$ F" P8 }7 `Cont;

VA_START (Marker, NumOfArgs);

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

) B5 K0 W! v- r6 P- {3 m# M{

Tmp = VA_ARG (Marker, UINT32);

. g& g2 [, |1 D5 S, Tprintf("The value is :%d,",Tmp);

2 j6 {' o1 v+ `; K. Q: N}

; W7 i" R- s9 j/ Wprintf("\n");

4 Y2 \0 n4 r* r0 GVA_END (Marker);

  return EFI_SUCCESS;

}

int main (int argc,char** argv)

{

OemCallBack(NULL,3,5,10,33);

     return 0;

}
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 w, t3 z6 v0 d

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。

: u% p- J" P- U  o7 s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！
- g3 y0 {: u( M, \) N7 Y8 I% M
Peter
2009-10-22

adward

沙发～～～！
# d) `3 y  [( s! c5 _2 A6 V2 n. \VA_ARG在code中是会经常遇到的。。。。
* l; D* |. j" R2 O7 M" |7 @1 @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！
* n: Q5 L- O1 f) Z4 ?0 U% H
[ 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
也就是我看不出来_EFI_INT_SIZE_OF(n)和sizeof(n)的区别
楼主能不能再指教一下?