注：本文档为《从0学x86操作系统》课程配套的学习文档，提供相应的辅助学习资料和答疑勘误。 有关该课程的信息，请点击这里访问：https://study.163.com/provider/1017884735/index.htm 在阅读本文档时，如有疑问和建议，欢迎在下方留言或者直接联系我。

本小节实现了%s的格式化输出，重点在可变参数的获取。

主要内容

可变参数的使用

在C语言中，支持一个函数的参数数量没有固定限制，典型的代表就是printf。
在定义这种类型的函数时，使用：函数名（参数1, 参数2, …)的形式，即在最后有名称的参数后面增加一个…的参数。
在函数内部，可以通过一定的方式取出这些没有名称的参数。流程依次为：

  • 定义va_list类型的变量，如ap，用于存放取可变参数的一些信息
  • 使用va_start(ap, 最后一个有名字的参数-参数2)：初始化ap
  • 依次使用va_arg(ap, type)获取传入的可变部分的参数
  • 使用va_end(ap)结束可变参数的取参，释放相应的资源

具体的示例代码在课程视频中有展示，也可看以下的代码。

/ va_arg example /

include / printf /

include / va_list, va_start, va_arg, va_end /

int FindMax (int n, …) { int i,val,largest; va_list vl; va_start(vl,n); largest=va_arg(vl,int); for (i=1;ival)?largest:val; } va_end(vl); return largest; }

int main () { int m; m= FindMax (7,702,422,631,834,892,104,772); printf (“The largest value is: %d\n”,m); return 0; }

可变参数的处理分析

注：以下内容有部分内容是我自己分析得出的结论，正确性不知。
前面的章节中已经分析过了GCC对于函数调用时，参数传递是通过栈传递的，并且是先压最右边的参数，再压最左边的参数，即如下图所示，其对应的函数可能为：func(int b, int a)。
而对于一个具备可变参数的函数而言，例如func_arg(int a, ….)，在进行func_arg(a, b)调用时，其栈实际上是和下图完全相同的。
image.png
当有更多参数时，如func_arg(a, b, c, d, e)，则栈中压入的参数从上（高地址）到下（低地址）依次为e, d, c, b , a。在函数内部，只有func_arg(int a, ….)中的a参数有名字可以引用，而要获取其它参数，则需要借助a找到对应的栈位置，然后再在栈中依次往上（高地址）逐个去取出相应的参数。因此，在获得参数时：

  • 首先，使用va_list定义一个变量，如args，这个变量会被va_start()初始化。我猜测，在va_start()内部，可能维护了一个指针，指向了栈中参数所在的位置。例如，在调用时va_start(args, a)，会将args指向了参数a的后一个参数（更高地址）。
  • 然后，要获取这个参数，通过va_arg(args, type)实现。其会将当前args指向的栈单元中的值取出来。取出来后转换成什么类型，则由type指定（内部可能做了强制类型转换）。
  • 取完之后，args内部的指针再继续往一个参数移动。

如此，通过反复地调用va_arg(args, type)，args内部的指针在栈中不断地移动，就实现了遍历栈中所有参数，然后将参数依次取出来。

kernel_vsprintf分析

kernel_vsprintf内部定义一个简单的状态机对字符串进行格式化，具体为：

  • NORMAL：表示正在对普通的需要直接显示的字符进行处理，处理方式为直接写入字符串缓存中
  • READ_FMT：表示正在进行参数的转换处理，例如遇到了%s，正在从可变参数列表中取出字符串写入字符串缓存中

该函数功能类似于C库中的vsprintf，有关vsprintf的说明，请见：https://www.cplusplus.com/reference/cstdio/vsprintf/

参考资料