va_start,va_arg的实现

Technorati 标签: va_start, va_end, va_list, va_arg

这里http://www.cppblog.com/izualzhy/archive/2012/08/07/186592.html介绍了va_xxx的使用方法。

这篇文章具体介绍实现，网上参考资料很多，这里只做整理.

函数实现，实际上为宏：

typedef char *   va_list;   // x86平台下va_list的定义

#define va_start(ap,v) ( ap = (va_list)&v + _INTSIZEOF(v) )           //第一个可选参数地址
#define va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一个参数地址
#define va_end(ap)    ( ap = (va_list)0 )                            // 将指针置为无效

_INTSIZEOF实现:

#define _INTSIZEOF(n) ((sizeof(n)+sizeof(int)-1)&~(sizeof(int) - 1) )

它求出变量占用内存空间的大小，是va的实现的基础

实例讲解：

下表是针对函数int TestFunc(int n1, int n2, int n3, …) 参数传递时的内存堆栈情况。（C编译器默认的参数传递方式是__cdecl。）对该函数的调用为int result = TestFunc(a, b, c, d. e); 其中e为结束标志。

从上图中可以很清楚地看出va_xxx宏如此编写的原因。 1． va_start。为了得到第一个可选参数的地址，我们有三种办法可以做到： A) = &n3 + _INTSIZEOF(n3) // 最后一个固定参数的地址 + 该参数占用内存的大小 B) = &n2 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2) // 中间某个固定参数的地址 + 该参数之后所有固定参数占用的内存大小之和 C) = &n1 + _INTSIZEOF(n3) + _INTSIZEOF(n2) + _INTSIZEOF(n1) // 第一个固定参数的地址 + 所有固定参数占用的内存大小之和从编译器实现角度来看，方法B)，方法C)为了求出地址，编译器还需知道有多少个固定参数，以及它们的大小，没有把问题分解到最简单，所以不是很聪明的途径，不予采纳；相对来说，方法A)中运算的两个值则完全可以确定。va_start()正是采用A)方法，接受最后一个固定参数。调用va_start ()的结果总是使指针指向下一个参数的地址，并把它作为第一个可选参数。在含多个固定参数的函数中，调用va_start()时，如果不是用最后一个固定参数，对于编译器来说，可选参数的个数已经增加，将给程序带来一些意想不到的错误。(当然如果你认为自己对指针已经知根知底，游刃有余，那么，怎么用就随你，你甚至可以用它完成一些很优秀（高效）的代码，但是，这样会大大降低代码的可读性。) 注意：宏va_start是对参数的地址进行操作的，要求参数地址必须是有效的。一些地址无效的类型不能当作固定参数类型。比如：寄存器类型，它的地址不是有效的内存地址值；数组和函数也不允许，他们的长度是个问题。因此，这些类型时不能作为va函数的参数的。 2． va_arg身兼二职：返回当前参数，并使参数指针指向下一个参数。初看va_arg宏定义很别扭，如果把它拆成两个语句，可以很清楚地看出它完成的两个职责。


#define va_arg(ap,t)    ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) //下一个参数地址
// 将( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )拆成：
/* 指针ap指向下一个参数的地址 */
1． ap += _INTSIZEOF(t)；         // 当前，ap已经指向下一个参数了
/* ap减去当前参数的大小得到当前参数的地址，再强制类型转换后返回它的值 */
2． return *(t *)( ap - _INTSIZEOF(t))

回想到printf/scanf系列函数的%d %s之类的格式化指令，我们不难理解这些它们的用途了- 明示参数强制转换的类型。 (注：printf/scanf没有使用va_xxx来实现，但原理是一致的。) 3．va_end很简单，仅仅是把指针作废而已。 #define va_end(ap) (ap = (va_list)0) // x86平台

备注：

网上找到的资料重点都在上面了.

这里牵扯到一个函数参数入栈的顺序，首先明确的是栈是由高地址往低地址增长的，因此从上图可以猜到参数是从右往左进栈的，举个例子：

#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>

void foo(int a, int b)
{
    printf("%x, %x\n", &a, &b);
}
int f1()
{
    printf("f1\n");
    return 1;
}
int f2()
{
    printf("f2\n");
    return 1;
}

int main()
{
    foo(f1(),f2());

    return 0;
}

输出：

f2
f1
bfec6c20, bfec6c24
也就是说函数参数进栈顺序从右往左，而第一个参数总是最低的地址，也就保证了可以直接取到第一个参数。

va_start,va_arg的实现

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