va_args不接受C中的签名整数

Question

我正在使用C设计内核。在制作kprintf函数（printf之类的函数）时，我看到了签名的整数（精确的数据类型是<代码> long ），va_args将它们转换为无签名的长。

这是代码的片段： kprint.c

#include <stdarg.h>

// skipped some lines not needed for this question
// ...

/******************
 * global variables needed for number to string conversion
 * ***************/
// store the converted string temporarily
static char convertedString[30];

// store the index of the filled portion
static char numberIndex;

// TODO: Create function like printf but which works here
_Bool kprintf(const char* stringFormat, ...) {
    char* strPtr = (char*)stringFormat;
    va_list arguments;
    va_start(arguments, stringFormat);

    while (*strPtr != 0) {

        switch (*strPtr)
        {
        case '\e':
            // printf() also ends the execution
            return 1;
        case '%':
            switch (*(strPtr + 1))
            {
            // signed decimal integer
            case 'd':
            case 'i':
                kprintf(IntToString(va_arg(arguments, long long))); // stringify the integer
                // *problem* here
                strPtr += 2;
                break;

            // unsigned decimal integer
            case 'u':
                kprintf(uIntToString(va_arg(arguments, uint64_t))); // stringify
                strPtr += 2;
                break;

            // will implement U & L case later
            // unsigned hexadecimal
            case 'x':
            case 'X':
                kprintf(uHexToString(va_arg(arguments, uint64_t))); // stringify
                // doesn't work now
                strPtr += 2;
                break;

            // will implement U & L case later
            // 6 numbers after decimal
            case 'f':
            case 'F':
                kprintf(DoubleToString(va_arg(arguments, double), 6)); // stringify
                // doesn't work now
                strPtr += 2;
                break;

            // 2 numbers after pt
            case 'g':
            case 'G':
                kprintf(DoubleToString(va_arg(arguments, double), 2));
                strPtr += 2;
                break;

            case 'c':
                kPrintChar((char)va_arg(arguments, int));
                //
                strPtr += 2;
                break;

            // another string
            case 's':
                kPrintfHelper(va_arg(arguments, char*)); // just to prevent recursion
                strPtr += 2;
                break;

            case '%':
                kPrintChar('%');
                strPtr += 2;
                break;
            }
            break;
        default:
            kPrintChar(*strPtr);
            strPtr++;
        }
    }
    va_end(arguments);
    return 0;
}

void uIntToStrHelper(uint64_t num) {
    if (num < 10)
    {
        convertedString[numberIndex++] = num + '0';
        convertedString[numberIndex] = 0;
        return;
    }

    uint8_t numIndexCpy = numberIndex;

    while (num > 0) {
        convertedString[numberIndex++] = (num % 10) + '0';
        num /= 10;
    }

    char swpIndex = (numberIndex - 2 + numIndexCpy) / 2;
    numberIndex = numberIndex - swpIndex - 1 + numIndexCpy;

    while (swpIndex >= numIndexCpy) {
        convertedString[swpIndex] = convertedString[swpIndex] + 
            convertedString[numberIndex];

        convertedString[numberIndex] = convertedString[swpIndex] -
            convertedString[numberIndex];

        convertedString[swpIndex] = convertedString[swpIndex] -
            convertedString[numberIndex];
        
        swpIndex--;
        numberIndex++;
    }

    convertedString[numberIndex] = 0;
}

char* uIntToString(uint64_t num) {
    numberIndex = 0;
    uIntToStrHelper(num);
    return convertedString;
}

char* IntToString(long long num) {
    numberIndex = 0;
    if (num < 0) {
        convertedString[numberIndex++] = '-';
        num = -num;
    }

    uIntToStrHelper(num);
    return convertedString;
}

编辑：添加inttoString和uinttoString。

（我不知道这样做的正确方法，但这足够了）

问题的概述： “ D”和“我”的案例显示了问题的位置。
inttostring的功能原型：

char* IntToString(long long num);
// part of the reason why I used long long as va_arg data type
// had also tried with long but with no luck :(

我尝试了inttostring＆amp; uintToString在Linux计算机上功能，它们以预期的方式工作。

注意：我尚未测试kprintf（const char* stringformat，...）在受控＆amp;像上面提到的其他两个功能一样，易于辩论的环境。

doubleTostostring和uhextoString等其他功能尚未进行测试，但无论如何它都不应更改/与问题相关。

kprintfhelper是一个函数，就像kprintf，但不进行任何检查，只打印字符串

我的环境
编译器：x86_64-elf-fcc
flags（又名cflags）：-ffreestanding -mno-red-Zone -m64

链接器：x86_64-fld-ld

i使用QEMU-SYSTEM-X86_64运行最终可执行文件。

测试

我尝试了以下情况：

1. 正常的未签名案例

kprintf("Number: %d\n", 1234);

输出：

编号：1234

2. 不起作用，但输出似乎va_args正在做一些奇怪的无符号int数学（通过测试5进一步证明，确实是va_args，IMO）

kprintf("Number: %d\n", -1234);

输出：

编号：4294966062

3. 按预期

kprintf("Number: %d\n", 1099511627775);

输出工作：

编号：1099511627775

4. 但此

kprintf("Number: %d\n", -1099511627775);

输出：

编号：1099511627775

5. ，此处

kprintf("Number: %s\n", IntToString(-1234));

输出：

编号：-1234

Answer 1

您要传递的％d指定符的值类型与va_arg期望与之匹配。

您正在告诉va_arg期望长，但是1234和-1234有类型int。这些类型是不同的尺寸，因此va_arg从呼叫堆栈中拉出的字节比您所付出的字节更多。

标准格式指定器具有尺寸修饰符，因此可以处理不同的尺寸类型。您需要实施类似的东西。

Answer 2

呼叫kprintf（“编号：％d \ n”，-1234）;是不正确的，因为％d提取long long long。它必须是kprintf（“编号：％d \ n”，-1234ll）;。

-1234是32位操作数。问题可能是，这是用一个64位对齐的单词传递的，但没有符号扩展到64位。

也就是说，64位中的-1234值需要为ffffffffffffffb2e，但是32位参数正在堆栈上产生00000000000000000000FFFFFB2E图像，该图像是429496666662。

根据这一假设，我们必须通过-1000才能获得观察到的429496629。它与-1234没有关系。其他事情可能正在发生，例如被解释为数据的垃圾位。

毕竟，这种行为的定义不明确：您将一个大小的整数推入完全不典型且不安全的参数传递机构，并拔出一个不同尺寸的整数。