调用约定
调用约定
1. x86 体系
x86 体系下有四种调用约定
1.1 四种调用约定的区别
| 调用约定 | __cdecl | __stdcall | __fastcall | __thiscall |
|---|---|---|---|---|
| 调用规范 | int __cdecl function(int a,int b) | int __stdcall function(int a,int b) | int __fastcall function(int a,int b) | |
| 传参顺序 | 右至左 | 右至左 | 右至左 | 右至左 |
| 堆栈平衡 | 主调函数平衡堆栈 | 被调函数平衡堆栈 | 被调函数平衡堆栈 | 对参数个数不定的，调用者清理栈，否则函数自己清理栈 |
| 参数种类 | 参数靠堆栈传递，参数个数不固定 | 参数放在堆栈中 | x86:从左到右的前两个参数放在ecx,edx中进行push，剩余参数从右至左依次压参 x64：从左到右的参数放在ecx,edc,r8,r9中进行push，剩余参数从右至左依次压参 |
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； |
| 函数种类 | c,c++库函数（默认） | WINAPI,NTAPI,CALLBACK，PASCAL宏 | C++调用类成员函数 |
1.2 汇编角度分析
1）__cdecl 函数名在符号表中被记录为_function
push 1
push 2
call function
add esp,8 ; 注意：这里调用者在恢复堆栈
; 函数汇编：
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
2）__stdcall 编译时，这个函数的名字被翻译成_function@8
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
; 函数汇编：
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
2. x64 体系
2.1 x64调用约定
在64位下只有一种调用约定，类似于fastcall，要写其他的也不会出错，这主要是为了兼容以前定义的32的头文件
2.2 x86与x64的区别
x86到x64的两个重要修改：
- 64 位寻址能力
- 一组通用展开 64 位寄存器（共16个）
2.3 传递参数
使用寄存器（对前四个变量）和堆栈帧传递其他参数。
-
前4个参数使用 rcx rdx r8 r9传递
-
如果参数是浮点/双精度型，则它们在 XMM0L、XMM1L、XMM2L 和 XMM3L 中传递。
-
16 字节的参数由引用传递。
不再像32位一样push ebp mov ebp,esp.而是只保存了rdi就退出
2.4 寄存器传参
-
1个参数，采用ecx传参
-
参数大于32位采用rcx传参
函数里面把参数复制到了rsp+8
-
4个参数，采用ecx,edx,r8d,r9d
-
参数大于32位采用的是rcx,rdx,r8,r9寄存器
在函数里，把参数复制到rsp+0x20 +0x18 +0x10 +0x8的位置
-
大于4个参数，传参多了一个rsp+0x20内存.加上call对esp+8的位置，实际在函数里这个内存地址是rsp+0x28。
寄存器传参也要分配栈首先看一下没有调用函数时提升的栈空间是0x10
调用一个没有参数的函数，栈空间提升了0x10. 这是给函数的返回地址和多给了8字节的栈空间。
这8字节是给函数内部保存寄存器参数的值的。mov [rsp+8],rcx
2.5 易变寄存器和非异变寄存器操作
异变寄存器：rax rcx rdx r8 r9 r10 r11 其余为非异变寄存器
push pop指令仅用来保存非易变寄存器
2.6 汇编调用函数的问题
即使函数只有一个参数，也得分配0x20的栈空间 sub rsp,0x20
2.7 通常不使用rbp寻址栈内存
通常不使用rbp寻址栈内存，所以rsp在函数中尽量保持稳定（一次性分配参数和变量空间）
如下图：连续调用4次函数，并没有像32位那样add esp，xxx，而是直接在函数main函数头部sub rsp,0x20 ，在尾部add sup,0x20
对于调用的函数参数少于4个字节的情况下栈空间就够了。多余4个会分配更多空间。
像下面这样其中有一个函数的参数是5个会出现什么情况呢？
可以看出现在是sub rsp,0x30 也就是说编译器并不是按照最多参数5个分配0x28而是对其了0x10。
直接分配的0x30字节
2.8 x64调用约定特性
- 前四个整型或指针类型参数由RCX,RDX,R8,R9依次传递，前四个浮点类型参数由XMM0,XMM1,XMM2,XMM3依次传递。
- 调用函数为前四个参数在调用栈上保留相应的空间，称作shadow space或spill slot。即使被调用方没有或小于4个参数，调用函数仍然保留那么多的栈空间，这有助于在某些特殊情况下简化调用约定。
- 除前四个参数以外的任何其他参数通过栈来传递，从右至左依次入栈。
- 由调用函数负责清理调用栈。
- 小于等于64位的整型或指针类型返回值由RAX传递。
- 浮点返回值由XMM0传递。
- 更大的返回值(比如结构体)，由调用方在栈上分配空间，并有RCX持有该空间的指针并传递给被调用函数，因此整型参数使用的寄存器依次右移一格，实际只可以利用3个寄存器，其余参数入栈。函数调用结束后，RAX返回该空间的指针。
注意：
- 除RCX,RDX,R8,R9以外，RAX、R10、R11、XMM4 和 XMM5也是易变化的(volatile)寄存器。
- RBX, RBP, RDI, RSI, R12, R14, R14, and R15寄存器则必须在使用时进行保护。
- 在寄存器中，所有参数都是右对齐的。小于64位的参数并不进行高位零扩展，也就是高位是无法预测的垃圾数据。
