原创 sci

2009-1-20 13:37 2839 7 7 分类: 处理器与DSP
◎用法:?
func( Type para1, Type para2, Type para3, ... )?
{?
/****** Step 1 ******/?
va_list ap;?
va_start( ap, para3 ); //一定要“...”之前的那个参数?

/****** Step 2 ******/?
//此时ap指向第一个可变参数?
//调用va_arg取得里面的值?

Type xx = va_arg( ap, Type );?

//Type一定要相同,如:?
//char *p = va_arg( ap, char *);?
//int i = va_arg( ap, int );?

//如果有多个参数继续调用va_arg?

/****** Step 3 ******/?
va_end(ap); //For robust!?
}?

◎研究:?
typedef char * va_list;?

#define va_start _crt_va_start?
#define va_arg _crt_va_arg?
#define va_end _crt_va_end?

#define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) )?
#define _crt_va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) )?
#define _crt_va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )?
va_list argptr;?
C语言的函数是从右向左压入堆栈的,调用va_start后,?
按定义的宏运算,_ADDRESSOF得到v所在的地址,然后这个?
地址加上v的大小,则使ap指向第一个可变参数如图:?

栈底 高地址?
| .......?
| 函数返回地址?
| .......?
| 函数最后一个参数?
| ....?
| 函数第一个可变参数 <--va_start后ap指向?
| 函数最后一个固定参数?
| 函数第一个固定参数?
栈顶 低地址?


然后,用va_arg()取得类型t的可变参数值, 先是让ap指向下一个参数:?
ap += _INTSIZEOF(t),然后在减去_INTSIZEOF(t),使得表达式结果为?
ap之前的值,即当前需要得到的参数的地址,强制转换成指向此参数的?
类型的指针,然后用*取值?

最后,用va_end(ap),给ap初始化,保持健壮性。?

examplechenguiming)?

#include <stdio.h>?
#include <ctype.h>?
#include<stdlib.h>?
#include <stdarg.h>?

int average( int first, ... ) //变参数函数,C++里也有?
{?
int count=0,i=first,sum=0;?
va_list maker; //va_list 类型数据可以保存函数的所有参数,做为一个列表一样保存?
va_start(maker,first); //设置列表的起始位置?
while(i!=-1)?
{?
sum+=i;?
count++;?
i=va_arg(maker,int);//返回maker列表的当前值,并指向列表的下一个位置?
}?
return sum/count;?

}?

void main(void)?
{?
printf( "Average is: %d\n", average( 2, 3, 4,4, -1 ) );?



当你的函数的参数个数不确定时,就可以使用上述宏进行动态处理,这无疑为你的程序增加了灵活性。

Example:

CString AppendString(CString str1,...)//一个连接字符串的函数,参数个数可以动态变化
{
????? LPCTSTR str=str1;//str需为指针类型,因为va_arg宏返回的是你的参数的指针,但是如果你的参数为int等简?????????????????????? //单类型,则不必为指针,因为变量名实际上即是指针。
????? CString res;
????? va_list marker;???? //你的类型链表
????? va_start(marker,str1);//初始化你的marker链表

????? while(str!="ListEnd")//ListEnd:参数的结束标志,十分重要,在实际中需自行指定
????? {
????????? res+=str;
??????????str=va_arg(marker,CString);//取得下一个指针
????? }
????? va_end(marker);//结束,与va_start合用
????? return res;
}

============

一般的用法是这样(个人理解)
va_list args; //声明变量
va_start(args, fmt); //开始解析。args指向fmt后面的参数
TYPE var = va_arg(args, TYPE); //取下一个参数并返回。args指向下一个参数
va_end(args); //结束解析

=============

int main()
{
????? CString??? str=AppendString("xu","zhi","hong","ListEnd");
????? cout<<str.GetBuffer(str.GetLength())<<endl;
????? return 0;
}

输出?xuzhihong
CString?AppendString(CString str1,...),因为连接字符串的参数可以动态变化,你不知用户要进行连接的字符串个数是多少,所以你可以用来代替。但是要注意的是你的函数要有一个参数作为标志来表示结束,否则会出错。在上例中用ListEnd作为结束符。还有va_arg返回的是你参数内容的指针。上例在支持MFC程序的console下运行通过。

可变参数函数的原型声明格式为:

type VAFunction(type arg1, type arg2, … );

参数可以分为两部分:个数确定的固定参数和个数可变的可选参数。函数至少需要一个固定参数,固定参数的声明和普通函数一样;可选参数由于个数不确定,声明时用"…"表示。固定参数和可选参数公同构成一个函数的参数列表。

借助上面这个简单的例2,来看看各个va_xxx的作用。

va_list arg_ptr:定义一个指向个数可变的参数列表指针;

va_start(arg_ptr, argN):使参数列表指针arg_ptr指向函数参数列表中的第一个可选参数,说明:argN是位于第一个可选参数之前的固定参数,(或者说,最后一个 固定参数;…之前的一个参数),函数参数列表中参数在内存中的顺序与函数声明时的顺序是一致的。如果有一va函数的声明是void va_test(char a, char b, char c, …),则它的固定参数依次是a,b,c,最后一个固定参数argN为c,因此就是va_start(arg_ptr, c)。

va_arg(arg_ptr, type):返回参数列表中指针arg_ptr所指的参数,返回类型为type,并使指针arg_ptr指向参数列表中下一个参数。

va_copy(dest, src):dest,src的类型都是va_list,va_copy()用于复制参数列表指针,将dest初始化为src。

va_end (arg_ptr):清空参数列表,并置参数指针arg_ptr无效。说明:指针arg_ptr被置无效后,可以通过调用va_start ()、va_copy()恢复arg_ptr。每次调用va_start() / va_copy()后,必须得有相应的va_end()与之匹配。参数指针可以在参数列表中随意地来回移动,但必须在va_start() … va_end()之内。

va函数的实现就是对参数指针的使用和控制。


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


函数的固定参数部分,可以直接从函数定义时的参数名获得;对于可选参数部分,先将指针指向第一个可选参数,然后依次后移指针,根据与结束标志的比较来判断是否已经获得全部参数。因此,va函数中结束标志必须事先约定好,否则,指针会指向无效的内存地址,导致出错。

这 里,移动指针使其指向下一个参数,那么移动指针时的偏移量是多少呢,没有具体答案,因为这里涉及到内存对齐(alignment)问题,内存对齐跟具体 使用的硬件平台有密切关系,比如大家熟知的32位x86平台规定所有的变量地址必须是4的倍数(sizeof(int) = 4)。va机制中用宏_INTSIZEOF(n)来解决这个问题,没有这些宏,va的可移植性无从谈起。

首先介绍宏_INTSIZEOF(n),它求出变量占用内存空间的大小,是va的实现的基础。


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



#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


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。

点击看大图

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。




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

四、 简洁、灵活,也有危险

从va的实现可以看出,指针的合理运用,把C语言简洁、灵活的特性表现得淋漓尽致,叫人不得不佩服C的强大和高效。不可否认的是,给编程人员太多自由空间必然使程序的安全性降低。va中,为了得到所有传递给函数的参数,需要用va_arg依次遍历。其中存在两个隐患:

1)如何确定参数的类型。

va_arg在类型检查方面与其说非常灵活,不如说是很不负责,因为是强制类型转换,va_arg都把当前指针所指向的内容强制转换到指定类型;

2) 结束标志。如果没有结束标志的判断,va将按默认类型依次返回内存中的内容,直到访问到非法内存而出错退出。例2中SqSum()求的是自然数的平方 和,所以我把负数和0作为它的结束标志。例如scanf把接收到的回车符作为结束标志,大家熟知的printf()对字符串的处理用'\0'作为结束标 志,无法想象C中的字符串如果没有'\0', 代码将会是怎样一番情景,估计那时最流行的可能是字符数组,或者是malloc/free。

允许对内存的随意访问,会留给不怀好意者留下攻击的可能。当处理cracker精心设计好的一串字符串后,程序将跳转到一些恶意代码区域执行,以使cracker达到其攻击目的。(常见的exploit攻击)所以,必需禁止对内存的随意访问和严格控制内存访问边界。

blog.csdn.net/tuwen/archive/2008/03/21/2202716.aspx

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