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分类: LINUX

2009-01-14 22:21:32


   
  一.   何谓可变参数  
  int   printf(   const   char*   format,   ...);    
  这是使用过C语言的人所再熟悉不过的printf函数原型,它的参数中就有固定参数format和可变参数(用”…”表示).   而我们又可以用各种方式来调用printf,如:  
  printf("%d",value);    
  printf("%s",str);    
  printf("the   number   is   %d   ,string   is:%s",   value,   str);  
  二.实现原理  
  C语言用宏来处理这些可变参数。这些宏看起来很复杂,其实原理挺简单,就是根据参数入栈的特点从最靠近第一个可变参数的固定参数开始,依次获取每个可变参 数的地址。下面我们来分析这些宏。在VC中的stdarg.h头文件中,针对不同平台有不同的宏定义,我们选取X86平台下的宏定义:  
  typedef   char   *va_list;    
  /*把va_list被定义成char*,这是因为在我们目前所用的PC机上,字符指针类型可以用来存储内存单元地址。而在有的机器上va_list是被定义成void*的*/  
  #define   _INTSIZEOF(n)   (   (sizeof(n)   +   sizeof(int)   -   1)   &   ~(sizeof(int)   -   1)   )  
  /*_INTSIZEOF(n)宏是为了考虑那些内存地址需要对齐的系统,从宏的名字来应该是跟sizeof(int)对齐。一般的 sizeof(int)=4,也就是参数在内存中的地址都为4的倍数。比如,如果sizeof(n)在1-4之间,那么_INTSIZEOF(n)=4; 如果sizeof(n)在5-8之间,那么_INTSIZEOF(n)=8。*/  
  #define   va_start(ap,v)(   ap   =   (va_list)&v   +   _INTSIZEOF(v)   )  
  /*va_start的定义为   &v+_INTSIZEOF(v)   ,这里&v是最后一个固定参数的起始地址,再加上其实际占用大小后,就得到了第一个可变参数的起始内存地址。所以我们运行 va_start(ap,   v)以后,ap指向第一个可变参数在的内存地址*/  
  #define   va_arg(ap,t)   (   *(t   *)((ap   +=   _INTSIZEOF(t))   -   _INTSIZEOF(t))   )  
  /*这个宏做了两个事情,  
  ①用用户输入的类型名对参数地址进行强制类型转换,得到用户所需要的值  
  ②计算出本参数的实际大小,将指针调到本参数的结尾,也就是下一个参数的首地址,以便后续处理。*/  
    #define   va_end(ap)   (   ap   =   (va_list)0   )    
  /*x86平台定义为ap=(char*)0;使ap不再   指向堆栈,而是跟NULL一样.有些直接定义为((void*)0),这样编译器不会为va_end产生代码,例如gcc在linux的x86平台就是这 样定义的.   在这里大家要注意一个问题:由于参数的地址用于va_start宏,所以参数不能声明为寄存器变量或作为函数或数组类型.   */  
   
  以下再用图来表示:  
   
  在VC等绝大多数C编译器中,默认情况下,参数进栈的顺序是由右向左的,因此,参数进栈以后的内存模型如下图所示:最后一个固定参数的地址位于第一个可变参数之下,并且是连续存储的。  
  |——————————————————————————|  
  |最后一个可变参数   |   ->高内存地址处  
  |——————————————————————————|  
  ...................  
  |——————————————————————————|  
  |第N个可变参数   |   ->va_arg(arg_ptr,int)后arg_ptr所指的地方,  
  |   |   即第N个可变参数的地址。  
  |———————————————   |    
  ………………………….  
  |——————————————————————————|  
  |第一个可变参数   |   ->va_start(arg_ptr,start)后arg_ptr所指的地方  
  |   |   即第一个可变参数的地址  
  |———————————————   |    
  |————————————————————————   ——|  
  |   |  
  |最后一个固定参数   |   ->   start的起始地址  
  |——————————————   —|   .................  
  |——————————————————————————   |  
  |   |  
  |———————————————   |->   低内存地址处 

参数在堆栈中分布,位置
在进程中,堆栈地址是从高到低分配的.当执行一个函数的时候,将参数列表入栈,压入堆栈的高地址部分,然后入栈函数的返回地址,接着入栈函数的执行代码, 这个入栈过程,堆栈地址不断递减,一些黑客就是在堆栈中修改函数返回地址,执行自己的代码来达到执行自己插入的代码段的目的.
总之,函数在堆栈中的分布情况是:地址从高到低,依次是:函数参数列表,函数返回地址,函数执行代码段.
堆栈中,各个函数的分布情况是倒序的.即最后一个参数在列表中地址最高部分,第一个参数在列表地址的最低部分.参数在堆栈中的分布情况如下:
最后一个参数
倒数第二个参数
...
第一个参数
函数返回地址
函数代码段
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