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語言變參函數解析

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1. 函數聲明

       首先,要實現類似printf()的變參函數,函數的最後一個參數要用 … 表示,如
int log(char * arg1, ...)這樣編譯器才能知道這個函數是變參函數。這個參數與變參函數的內部實現完全沒有關係,只是讓編譯器在編譯調用此類函數的語句時不計較參數多少老老實實地把全部參數壓棧而不報錯,當然…之前至少要有一個普通的參數,這是由實現手段限制的。

2. 函數實現

  C語言通過幾個宏實現變參的尋址。下面是linux2.18內核源碼裏這幾個宏的定義,相信符合C89,C99標準的C語言基本都是這樣定義的。
typedef char *va_list;

/*
   Storage alignment properties -- 堆棧按機器字對齊
*/
#define _AUPBND            (sizeof (acpi_native_uint) - 1)
#define _ADNBND            (sizeof (acpi_native_uint) - 1)

/*
   Variable argument list macro definitions -- 變參函數內部實現需要用到的宏
*/
#define _bnd(X, bnd)          (((sizeof (X)) + (bnd)) & (~(bnd)))
#define va_arg(ap, T)        (*(T *)(((ap) += (_bnd (T, _AUPBND))) - (_bnd (T,_ADNBND))))
#define va_end(ap)          (void) 0
#define va_start(ap, A)        (void) ((ap) = (((char *) &(A)) + (_bnd (A,_AUPBND))))

  下面以x86 32位機爲例分析這幾個宏的用途
  要理解這幾個宏需要對C語言如何傳遞參數有一定了解。與PASCAL相反,與stdcall 相同,C語言傳遞參數時是用push指令從右到左將參數逐個壓棧,因此C語言裏通過棧指針來訪問參數。雖然X86的push一次可以壓2,4或8個字節入 棧,C語言在壓參數入棧時仍然是機器字的size爲最小單位的,也就是說參數的地址都是字對齊的,這就是_bnd(X,bnd)存在的原因。另外補充一點 常識,不管是彙編還是C,編譯出的X86函數一般在進入函數體後立即執行

   push ebp
   mov ebp, esp

這兩條指令。首先把ebp入棧,然後將當前棧指針賦給ebp,以後訪問棧裏的參數都使用ebp作爲基指針。

一一解釋這幾個宏的作用。
_bnd(X,bnd) ,計算類型爲X的參數在棧中佔據的字節數,當然是字對齊後的字節數了。acpi_native_unit是一個機器字,32位機的定義是:typedef u32 acpi_native_uint;
顯然,_AUPBND_ADNBND的值是 4-1 == 3 == 0x00000003 ,按位取反( ~(bnd))就是0xfffffffc 。
因此,_bnd(X,bnd) 宏在32位機下就是
( (sizeof(X) + 3)&0xfffffffc )
很明顯,其作用是–倘若sizeof(X)不是4的整數倍,去餘加4。

   _bnd(sizeof(char),3) == 4 
   _bnd(sizeof(struct size7struct),3) == 8

va_start(ap,A),初始化參數指針ap,將函數參數A右邊第一個參數的地址賦給ap。 A必須是一個參數的指針,所以此種類型函數至少要有一個普通的參數啊。像下面的例子函數,就是將第二個參數的指針賦給ap。

va_arg(ap,T),獲得ap指向參數的值,並使ap指向下一個參數,T用來指明當前參數類型。注意((ap) += (_bnd (T, _AUPBND))) 是被一對括號括起來的,然後才減去(_bnd (T, _ADNBND),而_AUPBND和_ADNBND是相等的。所以取得的值是ap當前指向的參數值,但是先給ap加了當前參數在字對齊後所佔的字節數,使其指向了下一個參數。

va_end(ap), 作用是美觀。

3 總結
先用一個 … 參數聲明函數是變參函數,接下來在函數內部以va_start(ap,A)宏初始化參數指針,然後就可以用va_arg(ap,類型)從左到右逐個獲取參數值了

分析到此處算是一清二白了,下面給一個例子

int log(char * fmt,...)
{
    va_list ap;
    int d;
    char c, *p, *s;

    va_start(ap, fmt);
    while (*fmt)
       switch(*fmt++) {
       case 's':        /* string */
       s = va_arg(ap, char *);
       printf("string %s/n", s);
       break;
       case 'd':        /* int */
       d = va_arg(ap, int);
       printf("int %d/n", d);
       break;
       case 'c':        /* char */
       c = va_arg(ap, char);
       printf("char %c/n", c);
       break;
    }
    va_end(ap);
}
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