可变参数函数的调用约定[关闭]

Question

初始化可变参数列表时，使用宏

va_start

并传递

list_name

，后接

the last fixed parameter before the va list starts

，因为 “最后一个固定参数与第一个变量相邻” 以及 不知何故 这有助于识别 var arg 长度/ 堆栈中的位置（我说是因为我不明白如何）。

使用

cdecl

调用约定（意味着从右到左将参数压入堆栈）

the last fixed parameter before the va list starts

在识别列表长度方面有何用处？例如，如果该参数是一个整数

3

并且变量参数也有一个

3

被调用者如何知道可变参数列表不会在这里结束，因为还有另一个

3

（固定参数）并且应该结束了吧？例如

f(int a, int b, ... )

-> 呼叫

f(1, 3, 1, 2, 3)

)

相反，有 guardian “样式”，例如，在调用函数时，您可以在可变参数的末尾添加

NULL

指针。再说一次：如果将第一个推入堆栈，那么

NULL

有什么用呢？ NULL 不应该被推入参数的固定部分和可变部分之间吗？ （例如

f(int a, int b, ... )

-> 呼叫

f(a, b, NULL, param1, param2)

）

Answer 1

如果我正确理解你的疑虑，你基本上要问的是：如果所有参数都被推入堆栈而没有附加信息，那么可变参数函数如何确定其可变参数从哪里开始？

正如您已经注意到的，参数以与声明相反的顺序压入堆栈：这意味着调用为

void f(int a, ...)

的

f(1, 2, 3)

首先压入

3

，然后压入

2

，最后压入

1

，然后再调用。

那么如何找到可变参数的开始位置呢？

你总是知道：

1. 堆栈顶部所在的位置。
2. 可变参数之前需要多少个参数（固定）。

因此，按相反顺序推送值是了解变量参数列表从哪里开始的最简单方法。您将总是找到固定数量的变量，其数量等于所需（固定）参数的数量，后面是所有变量参数（如果有）。这使得无论传递的参数数量如何，都可以计算参数列表的开头，而无需在其他任何地方传递附加信息。换句话说，可变参数的起始位置距堆栈顶部的偏移量始终相同，因为它仅取决于所需参数的数量。

---

一个例子会让这一点更清楚。让我们假设一个函数定义为：

int f(int n, ...) {
    // ...
}

然后，编译调用

f(2, 123, 456)

。在 cdecl 下，这会产生：

push 456
push 123
push 2
call f

当

f

启动时，会发现堆栈处于以下状态：

--- lower addresses ----
[ return address ] <-- esp
[ 2              ]
[ 123            ]
[ 456            ]
--- higher addresses ---

现在

f

很容易知道参数列表从哪里开始，知道

n

是最后一个“固定”（非可变参数）参数：它只需要计算

esp - 4 - 4

。也就是说：从

esp

中减去保存的返回地址的固定量 (4)，然后为每个固定参数减去 4（注意：这是假设

sizeof(int) == 4

）。这样做您最终将得到第一个可变参数的位置。

这适用于任意数量的可变参数：

; f(5, 1, 2, 3, 4, 5)      --- lower addresses ----
push 5                     [ return address ] <-- esp
push 4                     [ 5              ]
push 3                     [ 1              ]
push 2                     [ 2              ]
push 1                     [ 3              ]
push 5                     [ 4              ]
call f                     [ 5              ]
                           --- higher addresses ---

---

现在想象一下相反的场景，其中参数以相反的顺序推送，最终会得到

f(2, 123, 456)

编译为：

; f(2, 123, 456)     --- lower addresses ----
push 2               [ return address   ] <-- esp
push 123             [ 456              ]
push 456             [ 123              ]
call f               [ 2                ]
                     --- higher addresses ---

和

f(5, 1, 2, 3, 4, 5)

编译为：

; f(5, 1, 2, 3, 4, 5)      --- lower addresses ----
push 5                     [ return address ] <-- esp
push 1                     [ 5              ]
push 2                     [ 4              ]
push 3                     [ 3              ]
push 4                     [ 2              ]
push 5                     [ 1              ]
call f                     [ 5              ]
                           --- higher addresses ---

现在参数列表从哪里开始？仅根据堆栈指针（ESP）的值和所需参数的数量是不可能判断的，因为距堆栈顶部的偏移量不再相同，而是随着可变参数的数量而变化。为了弄清楚它，您要么必须使用基指针（EBP，假设您的函数甚至使用它，因为它不是必需的）进行一些数学运算，要么传递一些附加信息。

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当变量参数被压入堆栈时，函数什么时候知道它们何时结束？

这不是调用约定所规定的。程序员必须找出一种方法来了解基于非可变参数（或其他参数）存在多少可变参数。例如，在上面的示例中，我只是将

n

作为第一个参数传递，

printf

函数系列根据字符串中格式标识符的数量（例如

%d

、

%s

）、

syscall 

函数根据系统调用号（第一个参数）计算出来，依此类推...