常用的函数调用约定 stdcall/cdecl/fastcall

stdcall/cdecl/fastcall/thiscall/naked call

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CALLB

ACK。

 

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。

 

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,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。所不同的是,函数本身不清理堆栈,调用者负责清理堆

。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:

 

 

调用处

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_f

unction,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sprin

tf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。

 

fastcall

fastcall调用约定和stdcall类似,它意味着:

 

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

被调用函数清理堆栈

函数名修改规则同stdcall

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

 

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,th

iscall意味着:

 

参数从右向左入栈

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

为了说明这个调用约定,定义如下类和使用代码:

 

class A

{

public:

int function1(int a,int b);

int function2(int a,...);

};

int A::function1 (int a,int b)

{

return a+b;

}

#include

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函数被翻译成汇编后就变成:

 

 

//函数function1调用

0401C1D push 2

00401C1F push 1

00401C21 lea ecx,[ebp-8]

00401C24 call function1 注意,这里this没有被入栈

//函数function2调用

00401C29 push 3

00401C2B push 2

00401C2D push 1

00401C2F push 3

00401C31 lea eax,[ebp-8] 这里引入this指针

00401C34 push eax

00401C35 call function2

00401C3A add esp,14h

 

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

 

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,假设定义一个求和的加法程序,可以定义为:

 

 

__declspec(naked) int add(int a,int b)

{

__asm mov eax,a

__asm add eax,b

__asm ret

}

 

注意,这个函数没有显式的return返回值,返回通过修改eax寄存器实现,而且连退出函

数的ret指令都必须显式插入。上面代码被翻译成汇编以后变成:

 

 

mov eax,[ebp+8]

add eax,[ebp+12]

ret 8

 

 

注意这个修饰是和__stdcall及cdecl结合使用的,前面是它和cdecl结合使用的代码,对

于和stdcall结合的代码,则变成:

 

__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

}

 

至于这种函数被调用,则和普通的cdecl及stdcall调用函数一致。

 

函数调用约定导致的常见问题

如果定义的约定和使用的约定不一致,则将导致堆栈被破坏,导致严重问题,下面是两

种常见的问题:

 

函数原型声明和函数体定义不一致

DLL导入函数时声明了不同的函数约定

以后者为例,假设我们在dll种声明了一种函数为:

 

__declspec(dllexport) int func(int a,int b);//注意,这里没有stdcall,使用的是

cdecl

使用时代码为:

 

typedef int (*WINAPI DLLFUNC)func(int a,int b);

hLib = LoadLibrary(...);

DLLFUNC func = (DLLFUNC)GetProcAddress(...)//这里修改了调用约定

result = func(1,2);//导致错误

 

由于调用者没有理解WINAPI的含义错误的增加了这个修饰,上述代码必然导致堆栈被破

坏,MFC在编译时插入的checkesp函数将告诉你,堆栈被破坏了

 

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