linux c可变参数va_start、va_end、va_arg、va_list

va_start、va_end、va_arg、va_list 其实是宏定义,在不定参数函数中会用到。

在解释上面几个之前,我们先来做几件事。


确定栈增长方向

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>

void test2();

void test1(){
    int a = 1;
    printf("a %p\n", &a);
    
    test2();
}

void test2(){
    int b = 1;
    printf("b %p\n", &b);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    test1();
    
    return 0;
}
[root@izj6cfw9yi1iqoik31tqbgz c]# ./a.out 
a 0x7ffc59d91b5c
b 0x7ffc59d91b3c

上面 test1 调用 test2,所以test1函数中的变量肯定比test2函数变量要先入栈,所以 变量a 先入栈。从输出的结果可以看出,a地址 > b地址。

得出结论先入栈的地址在高位,栈是向虚拟地址减少的方向增长(不同的环境可能不一样)。


确定函数参数入栈顺序

#include <stdio.h>

void test(int a, int b, char *aa, char *bb, char aaa,char bbb){
    printf("%p %p %p %p %p %p\n", &a, &b, &aa, &bb, &aaa, &bbb);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    test(1,2,"沧浪水", "http://www.freecls.com",'a','b');
    
    return 0;
}
[root@izj6cfw9yi1iqoik31tqbgz c]# ./a.out 
0x7ffc985f6abc 0x7ffc985f6ab8 0x7ffc985f6ab0 0x7ffc985f6aa8 0x7ffc985f6aa4 0x7ffc985f6aa0

从输出可以看出 参数a 地址最大,所以参数a先入栈,所以函数参数是从左往右依次入栈。


了解va_start、va_end...原理

从上文我们可以看出,函数参数是依次压入栈的,大小会根据实际类型,最小为int型(从上面可以看出,char型也占用4个字节)。所以要实现可变参数函数,我们必须知道以下3个条件:

1.最后一个已知参数的地址
2.未知参数的个数
3.每个未知参数的类型

就可以通过指针移动,分别取得各个参数。下面内核3.16 的相关宏定义,有兴趣的朋友可以自己去研究。

#ifndef va_arg

#ifndef _VALIST
#define _VALIST
typedef char *va_list;
#endif              /* _VALIST */

/* Storage alignment properties */

#define  _AUPBND                (sizeof (acpi_native_int) - 1)
#define  _ADNBND                (sizeof (acpi_native_int) - 1)

/* Variable argument list macro definitions */

#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)              (ap = (va_list) NULL)
#define va_start(ap, A)         (void) ((ap) = (((char *) &(A)) + (_bnd (A,_AUPBND))))

#endif              /* va_arg */


va_start、va_end...用法

在了解了原理之后,我们通过例子来讲解实际用法。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdarg.h>

#define BUF_SIZE 500

//未知类型,未知参数个数格式化
void errExit(int err_code, char *format, ...){
    char userMsg[BUF_SIZE];
    va_list argList;
    
    //这里的第二个参数为最后一个已知参数
    va_start(argList, format);
    
    vsnprintf(userMsg, BUF_SIZE, format, argList);
    
    va_end(argList);

    printf("%s", userMsg);
    exit(err_code);
}

//已知参数个数,已知类型
//第一个参数用来指定后面参数个数
//后面的参数类型全部为int
void dosum(int sum, ...){
    va_list argList;
    
    va_start(argList, sum);
    
    int n = 0;
    int i = 0;
    for(; i < sum; i++){
        n = n + va_arg(argList, int);
    }
    
    va_end(argList);
    
    printf("sum:%d\n", n);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    dosum(4, 1,2,3,4);
    errExit(1, "%s %s\n", "hello", "freecls");
}
[root@izj6cfw9yi1iqoik31tqbgz c]# ./a.out 
sum:10
hello freecls

读者只要记住一点,想要实现可变参数函数,必须满足上面提到的3个条件,当然实现方式各种各样。比如 vsnprintf() 它是通过传入格式化字符串来确定参数个数以及参数类型的(下面代表3个参数,类型分别为 int、char *、char)。

"%d %s %c\n"


总结 - 通俗点讲

//声明一个指针
va_list   arglist;

//让arglist指向第一个未知参数,这里的xxx为最后一个已知参数
va_start (arglist, xxx)

//返回arglist地址,然后arglist往前移动sizeof(type)个字节(4字节对齐,即大小为4字节的倍数)
//其实就是返回当前参数,然后 arglist 指向下一个参数
va_arg(arglist, type)


//即arglist = NULL
va_end(arglist)







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