C調用約定__cdecl、__stdcall、__fastcall、__pascal分析

 

參考原文地址:https://www.cnblogs.com/yenyuloong/p/9626658.html

 

C/C++ 中不一樣的函數調用規則會生成不一樣的機器代碼，產生不一樣的微觀效果，接下來讓咱們一塊兒來淺析四種調用規則的原理和它們各自的異同。經過一段 C 語言代碼來引導咱們的淺析過程。這裏咱們編寫了三個函數，它們的功能都是返回兩個參數的相加結果，只是每一個函數都有不同的調用規則。

用 OllyDBG 查看了編譯後代碼的「真面目」。代碼中有 4 個 CALL，第一個是 printf，咱們不關心這個。後面三個分別是具備 __cdecl，__stdcall，__fastcall 調用規則的函數 CALL（這裏我已經作了註釋）。

 咱們先介紹 __cdecl 與 __stdcall 調用規則，後面咱們會接着淺析 __fastcall 調用規則。

 首先，咱們得明白一個教條（其實也是本身歸納的），那就是 —— 調用規則的區別產生其實就是因爲調用者與被調用者之間的「責任分配」問題。

 代碼段中的第 2 個就是 __cdecl 調用規則的 CALL。__cdecl 是 C/C++、MFC 默認的調用規則。咱們能夠看到，在執行 CALL 以前，程序會將參數按照從右到左的方式壓棧，這裏是兩個整型參數，每壓棧一個 ESP 都會減 4，這樣下來 ESP 會減小 8，而後 CALL 這個函數。常規地，咱們能夠看到，這個 CALL 裏面參數的處理和一般狀況下一致，先將 EBP 壓棧保存現場，而後使 EBP 重合於 ESP，再經過 EBP + 偏移地址來取得兩個參數值，賦值再累加到 EAX 中，EAX 將做爲返回值給調用者使用，還原 EBP 現場，調用 RETN 返回到調用者。最後，使得 ESP 加 8。哎！這恰好和開頭對稱嘛！爲了堆棧平衡，ESP 最終又被拉回到了 CALL 以前的位置。咱們暫且能夠小結一下，實際上在 __cdecl 調用規則中，須要調用者來負責清棧操做（由調用者將 ESP 拉高以維持堆棧平衡）。

代碼段中的第 3 個是 __stdcall 調用規則的 CALL。__stdcall 調用規則在 Win32 API 函數中用的比較多。跟 __cdecl 同樣，在執行 CALL 以前，程序會先將參數從右到左依次壓棧，咱們跟進 CALL 裏面，能夠看到如下的反彙編代碼，咱們很容易發現，除了最後一條指令，其餘的指令與 __cdecl 調用規則是基本同樣的。最後一條指令是「RETN 0x8」，這是什麼意思呢？實際上呢，就至關於先執行「ADD ESP, 0x8」再執行「POP EIP」 。換言之，就是將 ESP 加 8，而後正常 RETN 返回到調用者。

   不難發現，__stdcall 調用規則使得被調用者來執行清棧操做（由被調用者函數自身將 ESP 拉高以維持堆棧平衡），這也是 __stdcall 與 __cdecl 調用規則的最根本的區別。

   __cdecl 偏向於把責任分配給調用者，動腦筋想一想，咱們的程序在 CALL __cdecl 調用規則的函數以前，把參數從右到左依次壓棧，CALL 返回後，剩下的清棧操做都交給調用者處理，調用者負責拉高 ESP。再回來想一想 __stdcall，在 CALL 中將調用者的 EBP 壓棧以保存現場，而後使 EBP 對齊於 ESP，而後經過 EBP + 偏移地址取得參數，而且通過加法獲得 EAX 返回值，從堆棧彈出 EBP 恢復現場，可是最後不同的地方，程序將執行 「RETN 0x8」 將 ESP 拉回以前的 ESP + 8 的位置，換言之，被調用者將負責清棧操做。這就是以前所謂的「責任分配」的區別。

__fastcall 調用規則

    不難揣測 fastcall 的英文意思貌似是「快速調用」，這一點與它的調用規則息息相關，它的快速是有緣由的，讓咱們繼續來看看以前那張反彙編的截圖，代碼段中的第 4 個就是 __fastcall 調用規則的 CALL。進 CALL 前，出乎意料地，程序將兩個參數從右到左分別傳給了 EDX，ECX 寄存器，講到這裏，學過計算機系統相關知識的人很容易理解爲何這叫「快速調用」了，寄存器比內存快不少不少倍，能夠認爲傳參給寄存器，要比在內存中更快得多，效率更高。

因爲參數是直接傳遞給了寄存器，堆棧並未發生改變，在 CALL 中，EBP 壓棧，EBP 和 ESP 對齊以後，ESP 減 8，這個操做有點像對局部變量分配堆棧空間，而後程序將 EDX，ECX 分別賦值給 EBP – 8 與 EBP – 4 這兩個地址，這個過程至關於用寄存器給局部變量賦值，接下來運算結果將保存在 EAX 中，ESP 歸位，EBP 恢復現場，最後 RETN 返回調用者領空。

    本例只傳送了兩個整數型參數。其實呢，對於 __fastcall 調用規則，左邊開始的兩個不大於4字節（int）的參數分別放在ECX和EDX寄存器，其他的參數仍舊自右向左壓棧傳送。而且，__fastcall 調用規則使得被調用者負責清理棧的操做（由被調用者函數自身將 ESP 拉高以維持堆棧平衡），這一點和 __stdcall 同樣。

__pascal 調用規則

    __pascal 是用於 Pascal / Delphi 編程語言的調用規則，C/C++ 中也可使用這種調用規則。簡單地說，__pascal 調用規則與 __stdcall 不一樣的地方就是壓棧順序偏偏相反，前面講到的三種調用規則的壓棧順序都是從右到左依次入棧，__pascal 則是從左到右依次入棧。而且，被調用者（函數自身）將自行完成清棧操做，這和 __stdcall，__fastcall 同樣。因爲比較簡單，我就沒有作出示例。

小結

    作個表格來小結一下，很直觀就能看出這四種調用規則的異同：

調用規則	入棧順序	清棧責任
__cdecl	從右到左	調用者
__stdcall	從右到左	被調用者
__fastcall	從右到左（先 EDX、ECX，再到堆棧）	被調用者
__pascal	從左到右	被調用者