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簡析C++函數(shù)調(diào)用方式

開發(fā) 后端
在C++中進行函數(shù)調(diào)用時,常見的調(diào)用約定有: tdcall、cdecl 、fastcall、thiscall、naked call。

在對函數(shù)進行調(diào)試過程中,電腦沒有辦法知道一個函數(shù)調(diào)用需要多少個、什么樣的參數(shù),也沒有硬件可以保存這些參數(shù),所以這大大的提高了對函數(shù)調(diào)用的準缺無誤性。

也就是說,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(diào)用者和函數(shù)本身來協(xié)調(diào)。為此,計算機提供了一種被稱為棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持參數(shù)傳遞。棧是一種先進后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),棧有一個存儲區(qū)、一個棧頂指針。棧頂指針指向堆棧中***個可用的數(shù)據(jù)項(被稱為棧頂)。用戶可以在棧頂上方向棧中加入數(shù)據(jù),這個操作被稱為壓棧(Push)。

壓棧以后,棧頂自動變成新加入數(shù)據(jù)項的位置,棧頂指針也隨之修改。用戶也可以從堆棧中取走棧頂,稱為彈出棧(pop),彈出棧后,棧頂下的一個元素變成棧頂,棧頂指針隨之修改。

函數(shù)調(diào)用時,調(diào)用者依次把參數(shù)壓棧,然后調(diào)用函數(shù),函數(shù)被調(diào)用以后,在堆棧中取得數(shù)據(jù),并進行計算。函數(shù)計算結(jié)束以后,或者調(diào)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: 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 函數(shù)調(diào)用后,由誰來把堆棧恢復原裝在高級語言中,通過函數(shù)調(diào)用約定來說明這兩個問題。常見的調(diào)用約定有:

◆stdcall
◆cdecl
◆fastcall
◆thiscall
◆naked call

stdcall調(diào)用約定

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

stdcall的調(diào)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(diào)用function(1,2)調(diào)用處翻譯成匯編語言將變成:


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aadd eax,[ebp + 0CH] 堆棧中ebp + 12處保存了bmov esp,ebp 恢復esppop ebpret 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(jié)束恢復是編譯器常用的方法。從函數(shù)調(diào)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(jié)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(diào)用約定

cdecl調(diào)用約定又稱為C調(diào)用約定,是C語言缺省的調(diào)用約定,它的定義語法是: int function (int a ,int b) //不加修飾就是C調(diào)用約定int __cdecl function(int a,int b)//明確指出C調(diào)用約定

在寫本文時,出乎我的意料,發(fā)現(xiàn)cdecl調(diào)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(diào)用者負責清理堆棧。由于這種變化,C調(diào)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(diào)用處push 1push 2call functionadd esp,8 注意:這里調(diào)用者在恢復堆棧被調(diào)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aadd eax,[ebp + 0CH] 堆棧中ebp + 12處保存了bmov esp,ebp 恢復esppop ebpret 注意,這里沒有修改堆棧MSDN中說,該修飾自動在函數(shù)調(diào)用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,但是我在編譯時似乎沒有看到這種變化。

責任編輯:chenqingxiang 來源: 電子工業(yè)出版社
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