简析C++函数调用方式

开发 后端
在C++中进行函数调用时,常见的调用约定有: tdcall、cdecl 、fastcall、thiscall、naked call。

在对函数进行调试过程中,电脑没有办法知道一个函数调用需要多少个、什么样的参数,也没有硬件可以保存这些参数,所以这大大的提高了对函数调用的准缺无误性。

也就是说,计算机不知道怎么给这个函数传递参数,传递参数的工作必须由函数调用者和函数本身来协调。为此,计算机提供了一种被称为栈的数据结构来支持参数传递。栈是一种先进后出的数据结构,栈有一个存储区、一个栈顶指针。栈顶指针指向堆栈中***个可用的数据项(被称为栈顶)。用户可以在栈顶上方向栈中加入数据,这个操作被称为压栈(Push)。

压栈以后,栈顶自动变成新加入数据项的位置,栈顶指针也随之修改。用户也可以从堆栈中取走栈顶,称为弹出栈(pop),弹出栈后,栈顶下的一个元素变成栈顶,栈顶指针随之修改。

函数调用时,调用者依次把参数压栈,然后调用函数,函数被调用以后,在堆栈中取得数据,并进行计算。函数计算结束以后,或者调用者、或者函数本身修改堆栈,使堆栈恢复原装。

在参数传递中,有两个很重要的问题必须得到明确说明: 当参数个数多于一个时,按照什么顺序把参数压入堆栈 函数调用后,由谁来把堆栈恢复原装在高级语言中,通过函数调用约定来说明这两个问题。常见的调用约定有:

◆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CALLBACK。#t#

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 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aadd eax,[ebp + 0CH] 堆栈中ebp + 12处保存了bmov esp,ebp 恢复esppop ebpret 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,参数首先由有向左压入堆栈。所不同的是,函数本身不清理堆栈,调用者负责清理堆栈。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 1push 2call functionadd 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aadd eax,[ebp + 0CH] 堆栈中ebp + 12处保存了bmov esp,ebp 恢复esppop ebpret 注意,这里没有修改堆栈MSDN中说,该修饰自动在函数调用名前加前导的下划线,因此函数名在符号表中被记录为_function,但是我在编译时似乎没有看到这种变化。

责任编辑:chenqingxiang 来源: 电子工业出版社
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