cbo*_*bot 2 c assembly portability variadic-functions
我想知道是否可以在 C 或汇编中实现可变参数宏。
我希望至少 va_start() 是一个 C 宏,但看起来这可能不可能。我看过不同问题的其他答案,说在 C 中不可能做到这一点,因为你必须依赖未定义的行为。
就上下文而言,我正在编写一个内核,我不想依赖任何特定的 C89 编译器或类 UNIX 汇编器。使用任何 C 编译器构建源代码对于该项目都很重要。保持简单是另一个目标,不幸的是,支持诸如可变参数之类的东西在某些架构(amd64 ABI)上似乎很复杂。
我知道 __builtin_va_start(v,l)、__builtin_va_arg(v, l) 等宏存在,但这些仅适用于特定编译器?
现在我有用汇编(i386 ABI)编写的内核 printf(, ...) 和panic(, ...) 例程,它们设置 va_list (指向堆栈上第一个 va 参数的指针)并将其传递给 vprintf(, va_list),然后使用 va_arg() 宏(用 C 语言编写)。这不依赖于任何未定义或实现定义的行为,但我更喜欢所有宏都用 C 编写。
摘要:就像平常一样#include <stdarg.h>使用和朋友。va_start 符合标准的 C 编译器将支持这一点,即使没有我们通常认为的“C 库”,并且它完全可以在必须在没有操作系统支持的裸机上运行的内核中使用。这也是最可移植的解决方案,并且避免需要依赖于体系结构、编译器或 ABI 的解决方案。
当然,在编写内核时,您习惯于不使用库工具,例如<stdio.h>、<stdlib.h>、 甚至<string.h>(printf, malloc, strcpy等) 中的函数,或者必须编写自己的函数。但<stdarg.h>属于不同的类别。它的功能可以由编译器提供,无需操作系统支持或大量库代码,并且在某种意义上,它比“库”更属于编译器/语言的一部分。
从C标准的角度来看,有两种一致的实现(参见C17第4节“一致性”)。应用程序程序员主要考虑的是一致的托管实现,它必须提供printf所有这些。但对于内核或嵌入式代码或在裸机上运行的任何其他内容,您想要的是一个符合要求的独立实现(我将简称为 CFI)。通俗地说,这就是“只是编译器”,没有“标准库”。但有一些标准标头,其内容 CFI 仍必须支持,这<stdarg.h>就是其中之一。其他的是诸如、 之类的东西<limits.h>,主要是常量、宏和 typedef。<stddef.h><stdint.h>
(这种相同的区别一直存在于 C89 中,并具有相同的<stdarg.h>可用保证。)
如果您的内核将使用任何 CFI 构建,那么这几乎是内核可移植性的黄金标准。事实上,在某些时候您将很难不使用一些特定于编译器的功能(例如,内联汇编非常有用)。但<stdarg.h>不一定是其中之一;使用它实际上并没有放弃任何可移植性。您可以期望针对任何给定架构的任何可用编译器都支持它,其中包括交叉编译器(将配置为使用目标的正确标头)。例如,对于 GNU 系统,它<stdarg.h>附带 gcc 编译器本身,而不是 glibc 标准库。
作为进一步的保证,直到最近,Linux 内核本身也<stdarg.h>正是以这种方式使用的。(大约一个月前,有一个提交创建他们自己的<linux/stdarg.h>文件,该文件只是从旧版本的 gcc 中复制粘贴<stdarg.h>并将宏定义为其特定于 gcc 的__builtin版本。无论如何,Linux 只支持使用 gcc 进行构建,所以这不伤害了他们。但我最好的猜测是,这样做是出于许可原因 - 提交消息强调他们复制了 GPL 2 版本 - 而不是基于任何技术。)
相比之下,在汇编中编写可变参数函数自然会将您与特定的体系结构联系起来,如果您想移植到另一个体系结构,它们将是另一件需要重写的事情。尝试从 C 访问堆栈上的可变参数,使用诸如 , 之类的技巧arg = *((int *)&fixed_arg + 1),是 (a) ABI 相关的,(b) 仅对于实际在堆栈上传递参数的 ABI 才可能,如今除了 x86 之外,这种情况并不多-32 和 (c) 是未定义的行为,可能会被某些编译器“错误编译”。最后,类似的东西__builtin_va_start是严格依赖于编译器的(在本例中是 gcc 和 clang),并且使用<stdarg.h>并不更糟,因为 gcc<stdarg.h>只是包含像#define va_start __builtin_va_start.