가변인자
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함수에서 타입과 개수가 정해지지 않은 여러개의 인자를 받고 싶을 경우가 있다. (printf에서 여러개의 인자를 받는 것이 대표적인 예시) 이를 지원하기 위해서 C 에서는 stdarg.h 에 포함된 va_list 타입, va_arg, va_start, va_end 함수를 활용한다.
활용 예시
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예시
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
void testit (int i, ...)
{
va_list argptr; // 가변인자 리스트를 가리키는 포인터
va_start(argptr, i); // 가변인자 리스트 포인터를 첫 주소로 초기화시켜준다.
if (i == 0)
{
int n = va_arg(argptr, int);
// int 타입 사이즈 만큼의 데이터를 반환하고, 포인터를 sizeof(int) 만큼 이동
printf("%d\n", n);
}
else
{
char *s = va_arg(argptr, char*);
// char * 타입 사이즈 만큼의 데이터를 반환하고, 포인터를 sizeof(char *) 만큼 이동
printf("%s\n", s);
}
va_end(argptr); // argptr = NULL 로 가변인자 사용을 끝마침을 표시
}
C
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코드 뜯어보기
stdarg.h에 포함된 함수와 타입의 정의는 다음과 같다.
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아래 함수들은 매크로 함수로 정의되어있다.
type va_arg(
va_list arg_ptr,
type
);
void va_copy(
va_list dest,
va_list src
); // (ISO C99 and later)
void va_end(
va_list arg_ptr
);
void va_start(
va_list arg_ptr,
prev_param
); // (ANSI C89 and later)
C
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그리고 strarg.h는 다음과 같이 구현되어있다.
#ifndef _STDARG_H_
#define _STDARG_H_
/* All the headers include this file. */
#include <_mingw.h>
/*
* Don't do any of this stuff for the resource compiler.
*/
#ifndef RC_INVOKED
/*
* I was told that Win NT likes this.
*/
#ifndef _VA_LIST_DEFINED
#define _VA_LIST_DEFINED
#endif
#ifndef _VA_LIST
#define _VA_LIST
#if defined __GNUC__ && __GNUC__ >= 3
typedef __builtin_va_list va_list;
#else
typedef char* va_list;
#endif
#endif
/*
* Amount of space required in an argument list (ie. the stack) for an
* argument of type t.
*/
#define __va_argsiz(t) \
(((sizeof(t) + sizeof(int) - 1) / sizeof(int)) * sizeof(int))
/*
* Start variable argument list processing by setting AP to point to the
* argument after pN.
*/
#ifdef __GNUC__
/*
* In GNU the stack is not necessarily arranged very neatly in order to
* pack shorts and such into a smaller argument list. Fortunately a
* neatly arranged version is available through the use of __builtin_next_arg.
*/
#define va_start(ap, pN) \
((ap) = ((va_list) __builtin_next_arg(pN)))
#else
/*
* For a simple minded compiler this should work (it works in GNU too for
* vararg lists that don't follow shorts and such).
*/
#define va_start(ap, pN) \
((ap) = ((va_list) (&pN) + __va_argsiz(pN)))
#endif
/*
* End processing of variable argument list. In this case we do nothing.
*/
#define va_end(ap) ((void)0)
/*
* Increment ap to the next argument in the list while returing a
* pointer to what ap pointed to first, which is of type t.
*
* We cast to void* and then to t* because this avoids a warning about
* increasing the alignment requirement.
*/
#define va_arg(ap, t) \
(((ap) = (ap) + __va_argsiz(t)), \
*((t*) (void*) ((ap) - __va_argsiz(t))))
#endif /* Not RC_INVOKED */
#endif /* not _STDARG_H_ */
C
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가변인자의 메모리 구조
가변인자들은 연속된 메모리 공간에 할당이 되어있다. 따라서 해당 가변인자를 활용하기 위해서 함수의 매개변수 중 ... 이전의 마지막 인자의 위치를 알아야한다. (*다른 매개변수들과 마찬가지로 함수가 실행되고 스택에 위치한다.)
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va_list
#if defined __GNUC__ && __GNUC__ >= 3
typedef __builtin_va_list va_list;
#else
typedef char* va_list;
#endif
C
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현재 매개인자의 주소를 저장하는 타입
1바이트 단위로 이동하기 위해서 va_list의 실제 타입은 char * 으로 사용되며 이는 va_arg에서의 포인터 연산에 활용된다. (__GNUC__ && __GNUC__ >= 3 에서는 컴파일러 별도의 타입을 사용..)
보통 해당 자료형을 사용하는 변수명을 ap라고 작성하는데, 이는 arguments pointer를 뜻한다.
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va_start
// GNU_C >= 3
#define va_start(ap, pN) \
((ap) = ((va_list) __builtin_next_arg(pN)))
// ! (GNUC >= 3)
#define va_start(ap, pN) \
((ap) = ((va_list) (&pN) + __va_argsiz(pN)))
C
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va_list의 값을 가변인자의 첫 번째 매개변수의 값으로 초기화시킨다.
매크로 함수의 인자로 들어오는 pN은 함수의 가변 인수 이전 마지막 매개인자이다.(... 이전의 마지막 인자) 가변인자를 사용할 때, (arg1, ...) 과 같이 활용하므로 ... 의 첫 번째 인자를 가리키기 위해서 pN의 다음 데이터를 가리키도록 인자를 변경해주고있다.
아래의 그림처럼 메모리가 저장되지 않을 수도 있습니다!
Big endian, Little endian 확인!
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va_end
#define va_end(ap) ((void)0)
C
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가변인자를 모두 사용하고 난 후, ap의 값을 NULL로 변경한다.
va_start와 va_end는 반환값이 없다!
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va_arg
#define va_arg(ap, t) \
(((ap) = (ap) + __va_argsiz(t)), \ // 먼저 ap 값을 밀어줌
*((t*) (void*) ((ap) - __va_argsiz(t)))) // 반환값으로 밀어주기 전의 주소에서 캐스팅 값
C
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va_list에 저장된 값을 바탕으로 현재 매개인자를 반환하고, va_list의 주소를 다음으로 이동시킨다.
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해당 매크로 함수를 살펴보면 먼저 ap의 값을 t만큼 밀어주며, 기존에 가리키고 있던 값을 type으로 캐스팅하여 반환한다.
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위 그림의 상태에서 int 데이터의 뒤에 더 많은 자료가 있다고 가정하자.
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ap는 다음 va_arg 호출에서 sizeof(int)만큼을 이동하여 0x19를 가리키게 될 것이다.
