c语言支持可变参数函数。这里的可变指,函数的参数个数可变。

其原理是,一般情况下,函数参数传递时,其压栈顺序是从右向左,栈在虚拟内存中的增长方向是从上往下。所以,对于一个函数调用 func(int a, int b, int c); 如果知道了参数a的地址,那么,可以推导出b,c的地址

#include <stdio.h>

void test(int a, int b, int c)
{
printf("%p, %p, %p\n", &a, &b, &c);
} int sum(int n, ...)
{
int * p = &n;
int s = ; for (int i = ; i < n; i++)
{
s += *(++p);
} return s;
} int main()
{
test(,,);
printf("sum = %d\n", sum(,,,)); return ;
}

对于上面的代码,

suse10 32位,运行结果:

    0xbfc7d700, 0xbfc7d704, 0xbfc7d708
sum =

vs2013 64位,运行结果:

    0046FBBC, 0046FBC0, 0046FBC4
sum =

分析这两个结果,可以发现,test函数参数地址递增,相邻的差值是4。类似,所以sum函数,可以正确执行。

ubuntu 18.04 64位系统,test函数地址也是递增,相邻的差值是4。但是,sum函数并不能正确执行。分析其汇编代码后,发现,参数n后边紧跟的4字节并不是下一个参数的地址。下面三个参数地址相对于n的偏移分别是 -0xa8, -0xa0, -0x98。这和该版本ubuntu内核有关系吧。所以,sum函数也就无效了。

操作可变参数的宏

针对可变参数,系统提供了va_arg宏。man 3 va_arg可以看到文档。

具体包括

       #include <stdarg.h>

       void va_start(va_list ap, last);
type va_arg(va_list ap, type);
void va_end(va_list ap);
void va_copy(va_list dest, va_list src);
stdarg.h 文件在 /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stdarg.h

在linux下,宏的定义如下:

#define va_start(v,l)   __builtin_va_start(v,l)
#define va_end(v) __builtin_va_end(v)
#define va_arg(v,l) __builtin_va_arg(v,l)
#define va_copy(d,s)    __builtin_va_copy(d,s)

这是使用gcc内建的定义了,尴尬。到此打住,不深究了。

我们来看看vs2013的定义:

stdarg.h:
#define va_start _crt_va_start
#define va_arg _crt_va_arg
#define va_end _crt_va_end vadef.h:
#define _INTSIZEOF(n) ( (sizeof(n) + sizeof(int) - 1) & ~(sizeof(int) - 1) ) // 内存按照4字节对齐 #define _crt_va_start(ap,v) ( ap = (va_list)_ADDRESSOF(v) + _INTSIZEOF(v) ) // 找到第一个参数的地址
#define _crt_va_arg(ap,t) ( *(t *)((ap += _INTSIZEOF(t)) - _INTSIZEOF(t)) ) // 获取地址中的值。并移动pa指针
#define _crt_va_end(ap) ( ap = (va_list)0 )                   // 指针赋空

有了系统提供的宏,sum函数可以改写了:

int sum(int n, ...)
{
va_list ap;
int s = ; va_start(ap, n); for (int i = ; i < n; i++)
{
s += va_arg(ap, int);
} return s;
}

这个函数可以在ubuntu 18.04 64位正确运行了。

printf函数

第一次遇到可变参数函数,就是这个printf函数了。懂了原理之后,我们可以写一个简单的:

#include <unistd.h>
#include <stdarg.h> int print(const char * fmt, ...)
{
char szbuf[] = {};
char *p = szbuf;
va_list ap; va_start(ap, fmt);
  // 简单做了一下判断,不严谨
while (*fmt && p < szbuf)
{
if ('%' == *fmt)
{
++fmt; switch (*fmt++)
{
case '%':
*p++ = '%';
break;
case 'c':
*p++ = va_arg(ap, int);
break;
case 'd':
{
int num = va_arg(ap, int);
char sztmp[] = {};
char *tmp = sztmp;
while (num)
{
*++tmp = num % + '';
num /= ;
}
while (tmp != sztmp)
{
*p++ = *tmp--;
}
break;
}
case 's':
{
char * tmp = va_arg(ap, char*);
while (*tmp)
{
*p++ = *tmp++;
}
break;
}
}
}
else
{
*p++ = *fmt++;
}
} int len = p - szbuf;
write(, szbuf, len); va_end(ap); return len;
} int main()
{
print("hello\n"); int ret = print("%d, %d\n", ,); print("ret = %d\n", ret); print("zhe shi yige jieguo ret = %d, per = %%%d\n", , ); return ;
}

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