函数调用约定

函数调用约定

在C语言中,假设我们有这样的一个函数:

int function(int a,int b)

调用时只要用result =function(1,2)这样的方式就可以使用这个函数。但是,当高级语言被编译成计算机可以识别的机器码时,有一个问题就凸现出来:在CPU中,计算机没有办法知道一个函数调用需要多少个、什么样的参数,也没有硬件可以保存这些参数。

也就是说,计算机不知道怎么给这个函数传递参数,传递参数的工作必须由函数调用者和函数本身来协调。为此,计算机提供了一种被称为栈的数据结构来支持参数传递。

栈是一个先进后出的数据结构,栈有一个存储区、一个栈顶指针。栈顶指针指向堆栈中第一个可用的数据项(被称为栈顶)。用户可以在栈顶上方向栈中加入数据,这个操作被称为压栈(push),压栈以后,栈顶自动变成新加入数据项的位置,栈顶指针也随之修改。用户也可以从堆栈中取出栈顶,称为弹出栈(pop),弹出栈后,栈顶下的一个元素变成栈顶,栈顶指针随之修改。

函数调用时,调用者依次把参数压栈,然后调用函数,函数被调用以后,在堆栈中取得数据,并进行计算。函数计算结束以后,或者调用者、或者函数本身修改堆栈,使堆栈恢复原装。

在参数传递中,有两个很重要的问题必须明确说明:

1.当参数个数多于一个时,按照什么顺序把参数压入堆栈

2.函数调用后,由谁来把堆栈恢复原装

3.在高级语言中,通过函数调用约定来说明这两个问题。常见的调用约定有stdcall、cdecl、fastcall、thiscall、naked call。

1.1 stdcall调用约定

stdcall很多时候被称为pascal调用约定,因为pascal是早期很常见的一种教学用计算机程序设计语言,其语法严谨,使用的函数调用约定就是stdcall。在Microsoft C++系列的C/C++编译器中,常常用PASCAL宏来声明这个调用约定,类似的宏还有WINAPI和CALLBACK。

stdcall调用约定声明的语法为(以前文的那个函数为例):

int __stdcall function(int a,int b)

stdcall的调用约定意味着:

1)参数从右向左压入堆栈;

2)函数自身修改堆栈 ;

3)函数名自动加前导的下划线,后面紧跟一个@符号,其后紧跟着参数的尺寸。

以上述这个函数为例,参数b首先被压栈,然后是参数a,函数调用function(1,2)调用处翻译成汇编语言将变成:

push 2        第二个参数入栈

push 1        第一个参数入栈

call function    调用参数,注意此时自动把cs:eip入栈

而对于函数自身,则可以翻译为:

push ebp       保存ebp寄存器,该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针,可以在函数退出时恢复

mov ebp, esp    保存堆栈指针

mov eax,[ebp + 8H] 堆栈中ebp指向位置之前依次保存有ebp, cs:eip, a, b, ebp +8指向a

add eax,[ebp + 0CH] 堆栈中ebp + 12处保存了b

mov esp, ebp    恢复esp

pop ebp

ret 8

而在编译时,这个函数的名字被翻译成_function@8

注意不同编译器会插入自己的汇编代码以提供编译的通用性,但是大体代码如此。其中在函数开始处保留esp到ebp中,在函数结束恢复是编译器常用的方法。

从函数调用看,2和1依次被push进堆栈,而在函数中又通过相对于ebp(即刚进函数时的堆栈指针)的偏移量存取参数。函数结束后,ret 8表示清理8个字节的堆栈,函数自己恢复了堆栈。

1.2 cdecl调用约定

cdecl调用约定又称为C调用约定,是C语言缺省的调用约定,它的定义语法是:

int function (int a ,int b)//不加修饰就是C调用约定

int __cdecl function(int a,int b)//明确指出C调用约定

在写本文时,出乎我的意料:

1.发现cdecl调用约定的参数压栈顺序是和stdcall是一样的,参数首先由右向左压入堆栈。

2.所不同的是,函数本身不清理堆栈,调用者负责清理堆栈。

3.由于这种变化,C调用约定允许函数的参数的个数是不固定的,这也是C语言的一大特色。

对于前面的function函数,使用cdecl后的汇编码变成:

push 1

push 2

call function

add esp, 8     注意:这里调用者在恢复堆栈

被调用函数_function处:

push ebp       保存ebp寄存器,该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针,可以在函数退出时恢复

mov ebp,esp     保存堆栈指针

mov eax,[ebp + 8H] 堆栈中ebp指向位置之前依次保存有ebp,cs:eip,a,b,ebp +8指向a

add eax,[ebp + 0CH] 堆栈中ebp + 12处保存了b

mov esp,ebp     恢复esp

pop ebp

ret         注意,这里没有修改堆栈

MSDN中说,该修饰自动在函数名前加前导的下划线,因此函数名在符号表中被记录为_function,但是我在编译时似乎没有看到这种变化。

由于参数按照从右向左顺序压栈,因此最开始的参数在最接近栈顶的位置,因此当采用不定个数参数时,第一个参数在栈中的位置肯定能知道,只要不定的参数个数能够根据第一个后者后续的明确的参数确定下来,就可以使用不定参数,例如对于CRT中的sprintf函数,定义为:

int sprintf(char* buffer,const char* format,...)

由于所有的不定参数都可以通过format确定,因此使用不定个数的参数是没有问题的。

1.3 fastcall

fastcall调用约定和stdcall类似,它意味着:

1.函数的第一个和第二个DWORD参数(或者尺寸更小的)通过ecx和edx传递,其他参数通过从右向左的顺序压栈

2.被调用函数清理堆栈

3.函数名修改规则同stdcall

4.其声明语法为:int fastcall function(int a, int b)

1.4 thiscall

thiscall是唯一一个不能明确指明的函数修饰,因为thiscall不是关键字。

它是C++类成员函数缺省的调用约定。

由于成员函数调用还有一个this指针,因此必须特殊处理,thiscall意味着:

1.参数从右向左入栈

2.如果参数个数确定,this指针通过ecx传递给被调用者;如果参数个数不确定,this指针在所有参数压栈后被压入堆栈。对参数个数不定的,调用者清理堆栈,否则函数自己清理堆栈。

3.可见,对于参数个数固定情况下,它类似于stdcall,不定时则类似cdecl。

因为是C++所以我不想去细细了解了。

1.5 naked call

这是一个很少见的调用约定,一般程序设计者建议不要使用。编译器不会给这种函数增加初始化和清理代码,更特殊的是,你不能用return返回返回值,只能用插入汇编返回结果。这一般用于实模式驱动程序设计。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 211,948评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,371评论 3 385
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 157,490评论 0 348
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,521评论 1 284
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 65,627评论 6 386
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 49,842评论 1 290
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,997评论 3 408
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,741评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,203评论 1 303
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,534评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,673评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,339评论 4 330
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,955评论 3 313
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,770评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,000评论 1 266
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,394评论 2 360
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,562评论 2 349

推荐阅读更多精彩内容

  • 原文地址:C语言函数调用栈(一)C语言函数调用栈(二) 0 引言 程序的执行过程可看作连续的函数调用。当一个函数执...
    小猪啊呜阅读 4,598评论 1 19
  • 关于 C/C++ 函数调用约定,大多数时候并不会影响程序逻辑,但遇到跨语言编程时,了解一下还是有好处的。 VC 中...
    王守伟阅读 2,262评论 0 2
  • 1. c调用约定 _cdecl 调用方将参数从右面到左压栈,被调用函数完成后,调用方负责从栈中清除参数。 2. s...
    jiango86阅读 873评论 0 2
  • 从本篇开始,我们讨论一些高级语言中的基础设施:堆栈,函数调用,变量生命周期等等话题。因为这里本身会涉及到比较多的汇...
    SlayerNux阅读 12,977评论 1 27
  • 姓名:章霞 公司:东莞耀升机电有限公司 4/25-27六项精进245期 学员 ...
    章霞阅读 152评论 0 0