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            引用:http://m.shnenglu.com/oosky/archive/2007/01/08/17422.html

            函數(shù)調用規(guī)范

            當高級語言函數(shù)被編譯成機器碼時,有一個問題就必須解決:因為CPU沒有辦法知道一個函數(shù)調用需要多少個、什么樣的參數(shù)。即計算機不知道怎么給這個函數(shù)傳遞參數(shù),傳遞參數(shù)的工作必須由函數(shù)調用者和函數(shù)本身來協(xié)調。為此,計算機提供了一種被稱為棧的數(shù)據(jù)結構來支持參數(shù)傳遞。

            ?? 函數(shù)調用時,調用者依次把參數(shù)壓棧,然后調用函數(shù),函數(shù)被調用以后,在堆棧中取得數(shù)據(jù),并進行計算。函數(shù)計算結束以后,或者調用者、或者函數(shù)本身修改堆棧,使堆棧恢復原裝。在參數(shù)傳遞中,有兩個很重要的問題必須得到明確說明:

            1) 當參數(shù)個數(shù)多于一個時,按照什么順序把參數(shù)壓入堆棧;
            2) 函數(shù)調用后,由誰來把堆棧恢復原裝。
            3)函數(shù)的返回值放在什么地方

            在高級語言中,通過函數(shù)調用規(guī)范(Calling Conventions)來說明這兩個問題。常見的調用規(guī)范有:
            stdcall
            cdecl
            fastcall
            thiscall
            naked call

            stdcall調用規(guī)范

            stdcall 很多時候被稱為pascal調用規(guī)范,因為pascal是早期很常見的一種教學用計算機程序設計語言,其語法嚴謹,使用的函數(shù)調用約定是stdcall。 在Microsoft C++系列的C/C++編譯器中,常常用PASCAL宏來聲明這個調用約定,類似的宏還有WINAPI和CALLBACK。

            stdcall調用規(guī)范聲明的語法為:

            int __stdcall function(int a,int b)
            stdcall的調用約定意味著:
             1)參數(shù)從右向左壓入堆棧;
            2)函數(shù)自身修改堆棧;
            3) 函數(shù)名自動加前導的下劃線,后面緊跟一個@符號,其后緊跟著參數(shù)的尺寸。

            以上述這個函數(shù)為例,參數(shù)b首先被壓棧,然后是參數(shù)a,函數(shù)調用function(1,2)調用處翻譯成匯編語言將變成:
            ? push 2          第二個參數(shù)入棧
            ??push 1 第一個參數(shù)入棧
            ??call function 調用參數(shù),注意此時自動把cs:eip入棧
            而對于函數(shù)自身,則可以翻譯為:
                  push  ebp               保存ebp寄存器,該寄存器將用來保存堆棧的棧頂指針,可以在函數(shù)退出時恢復
            ??mov ebp,esp 保存堆棧指針
            ??mov eax,[ebp + 8H] 堆棧中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] 堆棧中ebp + 12處保存了b
            ??mov esp,ebp 恢復esp
            ??pop ebp
            ??ret 8

            而在編譯時,這個函數(shù)的名字被翻譯成_function@8

            注意不同編譯器會插入自己的匯編代碼以提供編譯的通用性,但是大體代碼如此。其中在函數(shù)開始處保留esp到ebp中,在函數(shù)結束恢復是編譯器常用的方法。

            從函數(shù)調用看,2和1依次被push進堆棧,而在函數(shù)中又通過相對于ebp(即剛進函數(shù)時的堆棧指針)的偏移量存取參數(shù)。函數(shù)結束后,ret 8表示清理8個字節(jié)的堆棧,函數(shù)自己恢復了堆棧。

            ?cdecl調用規(guī)范

            cdecl調用約定又稱為C調用約定,是C語言缺省的調用約定,它的定義語法是:

                          int function (int a ,int b)           // 不加修飾就是C調用約定
            ??int __cdecl function(int a,int b) // 明確指出C調用約定

            ? cdecl調用約定的參數(shù)壓棧順序是和stdcall是一樣的,參數(shù)首先由有向左壓入堆棧。所不同的是,函數(shù)本身不清理堆棧,調用者負責清理堆棧。由于這 種變化,C調用約定允許函數(shù)的參數(shù)的個數(shù)是不固定的,這也是C語言的一大特色。對于前面的function函數(shù),使用cdecl后的匯編碼變成:

            調用處
            ??push 1
            ??push 2
            ??call function
            ??add esp,8 注意:這里調用者在恢復堆棧
            ??被調用函數(shù)_function處
            ??push ebp 保存ebp寄存器,該寄存器將用來保存堆棧的棧頂指針,可以在函數(shù)退出時恢復
            ??mov ebp,esp 保存堆棧指針
            ??mov eax,[ebp + 8H] 堆棧中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] 堆棧中ebp + 12處保存了b
            ??mov esp,ebp 恢復esp
            ??pop ebp
            ??ret 注意,這里沒有修改堆棧

            MSDN中說,該修飾自動在函數(shù)名前加前導的下劃線,因此函數(shù)名在符號表中被記錄為_function。

            由于參數(shù)按照從右向左順序壓棧,因此最開始的參數(shù)在最接近棧頂?shù)奈恢茫虼水敳捎貌欢▊€數(shù)參數(shù)時,第一個參數(shù)在棧中的位置肯定能知道,只要不定的參數(shù)個數(shù)能夠根據(jù)第一個后者后續(xù)的明確的參數(shù)確定下來,就可以使用不定參數(shù),例如對于sprintf函數(shù),定義為:

            int sprintf(char* buffer,constchar* format,...)
            由于所有的不定參數(shù)都可以通過format確定,因此使用不定個數(shù)的參數(shù)是沒有問題的。

            ?fastcall調用規(guī)范

            fastcall調用約定和stdcall類似,它意味著:
                        1) 函數(shù)的第一個和第二個DWORD參數(shù)(或者尺寸更小的)通過ecx和edx傳遞,其他參數(shù)通過從右向左的順序壓棧;
            2) 被調用函數(shù)清理堆棧;
            3) 函數(shù)名修改規(guī)則同stdcall。
            其聲明語法為:int __fastcall function(int a,int b)

            ?thiscall調用規(guī)范

            thiscall是唯一一個不能明確指明的函數(shù)修飾,因為thiscall不是關鍵字。它是C++類成員函數(shù)缺省的調用約定。由于成員函數(shù)調用還有一個this指針,因此必須特殊處理,thiscall意味著:

                        1) 參數(shù)從右向左入棧;
            2) 如果參數(shù)個數(shù)確定,this指針通過ecx傳遞給被調用者;如果參數(shù)個數(shù)不確定,this指針在所有參數(shù)壓棧后被壓入堆棧;
            3) 對參數(shù)個數(shù)不定的,調用者清理堆棧,否則函數(shù)自己清理堆棧。
            為了說明這個調用約定,定義如下類和使用代碼:

            class A
            {
            public:
            int function1(int a,int b);
            int function2(int a,...);
            };
            int A::function1 (int a,int b)
            {
            return a+b;
            }
            int A::function2(int a,...)
            {
            va_list ap;
            va_start(ap,a);
            int i;
            int result = 0;
            for(i = 0 ; i < a ; i ++)
            {
            result += va_arg(ap,int);
            }
            return result;
            }
            void callee()
            {
            A a;
            a.function1(1,2);
            a.function2(3,1,2,3);
            }
            callee函數(shù)被翻譯成匯編后就變成:
            // 函數(shù)function1調用
            ??0401C1D push 2
            ??00401C1F push 1
            ??00401C21 lea ecx,[ebp-8]
            ??00401C24 call function1 注意,這里this沒有被入棧
            ??// 函數(shù)function2調用
            ??00401C29 push 3
            ??00401C2B push 2
            ??00401C2D push 1
            ??00401C2F push 3
            ??00401C31 lea eax,[ebp-8] 這里引入this指針
            ??00401C34 push eax
            ??00401C35 call function2
            ??00401C3A add esp,14h
            可見,對于參數(shù)個數(shù)固定情況下,它類似于stdcall,不定時則類似cdecl

            ?naked call調用規(guī)范

            這是一個很少見的調用約定,一般程序設計者建議不要使用。編譯器不會給這種函數(shù)增加初始化和清理代碼,更特殊的是,不能用return返回返回值,只能用插入?yún)R編返回結果。這一般用于實模式驅動程序設計,假設定義一個求和的加法程序,可以定義為:
            ?__declspec(naked) int  add(int a,int b)
            ???{
            ???????__asm mov eax,a
            ???????__asm add eax,b
            ???????__asm ret
            ???}
            注意,這個函數(shù)沒有顯式的return返回值,返回通過修改eax寄存器實現(xiàn),而且連退出函數(shù)的ret指令都必須顯式插入。上面代碼被翻譯成匯編以后變成:
            ???mov    eax,[ebp+8]
            add eax,[ebp+12]
            ret 8
            注意這個修飾是和__stdcall及cdecl結合使用的,前面是它和cdecl結合使用的代碼,對于和stdcall結合的代碼,則變成:
            ?__declspec(naked) int __stdcall function(int a,int b)
            ???{
            ???????__asm mov eax,a
            ???????__asm add eax,b
            ???????__asm ret 8//注意后面的8
            ???}
            至于這種函數(shù)被調用,則和普通的cdecl及stdcall調用函數(shù)一致。

            ?函數(shù)調用約定導致的常見問題

            如果定義的約定和使用的約定不一致,則將導致堆棧被破壞,導致嚴重問題,下面是兩種常見的問題:
            1) 函數(shù)原型聲明和函數(shù)體定義不一致
            2) DLL導入函數(shù)時聲明了不同的函數(shù)約定


            posted on 2007-10-14 00:33 erran 閱讀(787) 評論(0)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C & C++
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