127.【C语言】补充:函数的三种调用约定

0.准备

运行环境:VS2010

1._cdecl(全称c declaration)

示例代码1

int add(int a,int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    add(1, 2);
}

反汇编示例代码1 后

int add(int a,int b)
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,40h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
    return a + b;
 mov         eax,dword ptr [a]  
 add         eax,dword ptr [b]  
}
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret  

int main()
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,40h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
    add(1, 2);
 push        2  
 push        1  
 call        @ILT+130(_add)
 add         esp,8  
}
 xor         eax,eax  
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret  

问题1:改成int _cdecl add(int a,int b)后观察修改前后的反汇编代码是否有区别?

答:没有区别,可以得出结论:Windows平台下,如果函数省略调用约定,则默认为_cdecl调用约定

2._stdcall(全称:standard call)

问题2:将示例代码1的add函数改成int _stdcall add(int a,int b)后观察修改前后的反汇编代码是否有区别?

反汇编后

int _stdcall add(int a,int b)
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,40h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
    return a + b;
 mov         eax,dword ptr [a]  
 add         eax,dword ptr [b]  
}
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret         8  

int main()
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,40h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
    add(1, 2);
 push        2  
 push        1  
 call        @ILT+290(_add) (0CA1127h)  
}
 xor         eax,eax  
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret  

答:有区别,区别在下图

先引入两个名词:调用者和被调用者,例如本代码的main函数为调用者,其调用add函数,则add函数为被调用者

区别在:清理栈(防止栈溢出)的方式不同,其中add esp,8和ret 8均为清理栈的指令,其中_cdecl调用约定为调用者清栈,而_stdcall为被调用者清栈(即两者清栈的执行对象不同)

_stdcall较_cdecall的好处

示例代码2

int add(int a,int b)
{
    return a + b;
}

int main()
{
    add(1, 2);
    add(3, 4);
    add(5, 6);
    add(7, 8);
    add(9, 10);
}

观察反汇编示例代码2后的main函数的汇编代码

对比_stdcall调用约定,_cdecl在多次调用同一个函数有缺点:add esp,8会多次重复,占用栈帧空间

而_stdcall是被调用者清栈,一劳永逸,不会多次重复

结论:如果多次调用同一个函数,_stdcall较_cdecl节省栈帧空间

3._fastcall

顾名思义,为快速调用

问题3:将示例代码1的add函数改成int _fastcall add(int a,int b)后观察修改前后的反汇编代码是否有区别?

int _fastcall add(int a,int b)
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,48h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
 mov         dword ptr [ebp-8],edx  
 mov         dword ptr [ebp-4],ecx  
    return a + b;
 mov         eax,dword ptr [a]  
 add         eax,dword ptr [b]  
}
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret  

int main()
{
 push        ebp  
 mov         ebp,esp  
 sub         esp,40h  
 push        ebx  
 push        esi  
 push        edi  
    add(1, 2);
 mov         edx,2  
 mov         ecx,1  
 call        @ILT+295(_add@8) (0EF112Ch)  
}
 xor         eax,eax  
 pop         edi  
 pop         esi  
 pop         ebx  
 mov         esp,ebp  
 pop         ebp  
 ret 

答:有区别,区别在下图

对比后发现:_fastcall在传参时使用寄存器,而_cdecl在传参时使用栈

之前在文章讲过,寄存器的速度是快的,因此用寄存器传参比用栈传参要快

(注;图来自《深入了解计算机系统》)

示例代码3

int _fastcall add(int a,int b,int c,int d)
{
    return a + b+c+d;
}

int main()
{
    add(1, 2, 3, 4);
}

问题4:反汇编以上代码,观察传参指令有什么特点

 push        4  
 push        3  
 mov         edx,2  
 mov         ecx,1 

答:显然当参数过多,寄存器不够用时,会用栈来辅助传参,而且一般情况下,最左边的两个参数(add(1,2,3,4)的1和2)交给寄存器去传参,其余交给栈传参