可变参数列表及printf函数的实现

原文:http://blog.chinaunix.net/uid-23215128-id-2521483.html

一直没有搞懂printf函数是怎么实现的，今天又看了一下可变参数列表的函数的编写，大概的了解了一点。反推出原来没想到的一个东西，那就是函数形参列表中的变量在内存中的位置是顺次排列的。
头文件Stdarg.h里的几个宏定义就是利用了这么一点，顺次获取多个参数，感觉还是挺笨的一个方法。
先看一个最简单的可变参数列表的函数：
void mytest(int a, ...)
{
int b;
va_list ap;

va_start(ap, a);
b = va_arg(ap, int);
va_end(ap);

printf("%d, %d", a, b);
}
函数实现打印数字。关键问题是搞懂va_list，va_start，va_arg，va_end几个的意思。
首先是在ADS下写的程序，打开stdarg是这个样子：
typedef int *va_list[1];
#define va_start(ap, parmN) (void)(*(ap) = __va_start(parmN))
#define va_arg(ap, type) __va_arg(*(ap), type)
#define va_end(ap) ((void)(*(ap) = 0))
实在找不到__va_start，__va_arg是怎么实现的，只好到keil下面去找，这里的就简单多了：
typedef char *va_list;
#define va_start(ap,v) ap = (va_list)&v + sizeof(v)
#define va_arg(ap,t) (((t *)ap)++[0])
#define va_end(ap)
原来每个平台下面的Stdarg头文件的定义都是不相同的。就拿keil那里的来入手。
1. 首先定义一个va_list型的变量ap，也就是char *。
2. va_start(ap, a)宏替换之后就是ap = (va_list)&a + sizeof(a);
首先取a的地址，即第一个固定参数的地址，然后强制类型转换为va_list，接着后移a的内存大小，把当前这个地址值赋给ap。很明显，就是第一个参数a后面的那个地方，按照上面说的，也就是第一个可变参数。即现在把ap指向第一个可变参数。
3. b = va_arg(ap, int)宏替换为b = ((int *)ap)++[0];
自加在后，因此是获取第一个参数的值赋给b，然后ap后移一个类型的位置，即指向下一个元素的地址。
4. va_end(ap)，这里什么都没有做，在ADS那个版本里是将ap指向NULL，防止误操作。

那么按照这种做法，当用mytest(100, 200)；调用这个函数时，它将可以打印出100，200。
如果用mytest(100,200,300)；调用这个函数，仍然只是显示100，200。如果要将300打印出来，那么得再使用一次va_arg宏，把它赋值给变量c，把c打印出来。

所以stdarg里的几个宏只是机械的把每个参数读出来，它甚至不知道现在读的是什么类型的变量，如果要读下一个变量的话得往后跳多少位置，这些都只能靠程序自己来判断指示。

所以printf里的格式符号"%d,%s,%c"之类的都是人为规定的，得自己编程识别这些格式。尝试写一个相对简单的prinrf函数：

再看linux下的实现：
void printf(const char *format, ...)
{
va_list args;
int n;
static char xmon_outbuf[1024];
va_start(args, format);
n = vsnprintf(xmon_outbuf, sizeof(xmon_outbuf), format, args);
va_end(args);
xmon_write(xmon_outbuf, n);
}
由此可见，其其实只是先越过format，然后依次取出参数列表给vsnprintf。