x86 常见调用约定(cdecl,fastcall,stdcall) & x86和ARM调用约定的栈帧分析 & ARM ATPCS(ARM-THUMB procedure call standard)

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如果和你的原则及想法相冲突，请谅解，勿喷。

前置说明

  本文作为本人csdn blog的主站的备份。（BlogID=053）

  本文发布于 2018-01-18 11:29:39，现用MarkDown+图床做备份更新。blog原图已丢失，使用csdn所存的图进行更新。（BlogID=053）

环境说明

  X86:gcc version 5.4.0 20160609 (Ubuntu 5.4.0-6ubuntu1~16.04.5)

  ARM:gcc version 4.8.3 20131202 (prerelease) (Hisilicon_v400)

前言

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  由于某些工作的需要，我需要掌握X86以及ARM的一些调用规则，让自己可以大致看懂ASM代码。于是，我总结了一下我需要的东西。

  调用约定有啥用？

  对于现在习惯使用高级程序的人来说，这一切都是闲的蛋疼才会去看这些，不止浪费时间，还浪费表情。但对于有需求使用ASM+C或者C艹的混合编程或者纯ASM编程的时候，这就得注意这些了。因为这代表着你的目标能否成功的问题。

x86 常见调用以及对应的栈帧分析

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cdecl用在C/C++，MFC的默认方式， 可变参数

//cdecl
extern "C"
int __attribute__((cdecl)) Func2(int a, int b, int c, int d, int e, int f){

	int aa;
	int bb;
	int cc;
	int dd;

	aa = bb = cc= dd = a;	

	return 0;
}

@调用子程序过程
	pushl	$6
	pushl	$5
	pushl	$4
	pushl	$3
	pushl	$2
	pushl	$1
	call	Func2
	@call，eip入栈，跳转到子程序
	addl	$24, %esp
	@esp-24,清空临时栈

@子程序过程
.LFE1021:
	.size	Func1, .-Func1
	.globl	Func2
	.type	Func2, @function
Func2:
.LFB1022:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	@ebp入栈
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	@esp赋值给ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	subl	$16, %esp
	@注意，虽然上面esp减16是由于有4个4byte的局部变量，但是如果不是4个局部变量，此版本的编译器是按照16byte*N(N取大于0的整数)来分配的局部栈。列如：3个4byte变量，局部栈大小是16bytes,5个4byte变量，局部栈大小为32bytes，其他类似方式分配，不要看不懂为啥多分配了，或者少分配了。
	movl	8(%ebp), %eax
	@a 赋值给eax
	movl	%eax, -16(%ebp)
	@ eax 赋值给dd
	movl	-16(%ebp), %eax
	movl	%eax, -12(%ebp)
	movl	-12(%ebp), %eax
	movl	%eax, -8(%ebp)
	movl	-8(%ebp), %eax
	movl	%eax, -4(%ebp)
	movl	$0, %eax
	@返回值放在eax
	leave
	@leave = mov ebp,esp 以及 pop ebp
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret
	@pop eip
	.cfi_endproc

  说明：按从右至左的顺序压参数入栈，由调用者把参数弹出栈。

  对子程序分析：其他详见注释。具体栈帧分布图，见下图：

stdcall，Win API

extern "C"
int __attribute__((stdcall)) Func3(int a, int b, int c, int d, int e, int f){

	int aa;
	int bb;
	int cc;

	aa = bb = cc;		

	return 0;
}

	pushl	$6
	pushl	$5
	pushl	$4
	pushl	$3
	pushl	$2
	pushl	$1
	call	Func3

.LFE1022:
	.size	Func2, .-Func2
	.globl	Func3
	.type	Func3, @function
Func3:
.LFB1023:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	subl	$16, %esp
	movl	-12(%ebp), %eax
	movl	%eax, -8(%ebp)
	movl	-8(%ebp), %eax
	movl	%eax, -4(%ebp)
	movl	$0, %eax
	leave
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret	$24
	@pop eip , subl 24,esp
	.cfi_endproc

  说明：按从右至左的顺序压参数入栈，由被调用者从栈中弹出参数。

  其他参考见上文。

fastcall，要求速度快

extern "C"
int __attribute__((fastcall)) Func4(int a, int b, int c, int d, int e, int f){

	int aa;
	int bb;
	int cc;

	aa = bb = cc;	

	return 0;
}

	pushl	$6
	pushl	$5
	pushl	$4
	pushl	$3
	movl	$2, %edx
	movl	$1, %ecx
	call	Func4

.LFE1023:
	.size	Func3, .-Func3
	.globl	Func4
	.type	Func4, @function
Func4:
.LFB1024:
	.cfi_startproc
	pushl	%ebp
	.cfi_def_cfa_offset 8
	.cfi_offset 5, -8
	movl	%esp, %ebp
	.cfi_def_cfa_register 5
	subl	$24, %esp
	movl	%ecx, -20(%ebp)
	movl	%edx, -24(%ebp)
	movl	-12(%ebp), %eax
	movl	%eax, -8(%ebp)
	movl	-8(%ebp), %eax
	movl	%eax, -4(%ebp)
	movl	$0, %eax
	leave
	.cfi_restore 5
	.cfi_def_cfa 4, 4
	ret	$16
	.cfi_endproc

  说明：按从右至左的顺序压参数入栈，参数1，参数2通过ecx,edx传递，由被调用者从栈中弹出参数。

  其他参考见上文。

ARM ATPCS

---

extern "C"
int Func1(int a, int b, int c, int d, int e, int f){

	int aa;
	int bb;
	int cc;
	int dd;
	int ee;

	aa = bb = cc= dd = ee = a;	

	return 0;
}

	mov	r3, #5
	str	r3, [sp]
	mov	r3, #6
	str	r3, [sp, #4]
	mov	r0, #1
	mov	r1, #2
	mov	r2, #3
	mov	r3, #4
	bl	Func1

	.text
	.align	2
	.global	Func1
	.type	Func1, %function
Func1:
	.fnstart
.LFB971:
	@ args = 8, pretend = 0, frame = 40
	@ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
	@ link register save eliminated.
	str	fp, [sp, #-4]!
	add	fp, sp, #0
	sub	sp, sp, #44
	str	r0, [fp, #-32]
	str	r1, [fp, #-36]
	str	r2, [fp, #-40]
	str	r3, [fp, #-44]
	ldr	r3, [fp, #-32]
	str	r3, [fp, #-8]
	ldr	r3, [fp, #-8]
	str	r3, [fp, #-12]
	ldr	r3, [fp, #-12]
	str	r3, [fp, #-16]
	ldr	r3, [fp, #-16]
	str	r3, [fp, #-20]
	ldr	r3, [fp, #-20]
	str	r3, [fp, #-24]
	mov	r3, #0
	mov	r0, r3
	sub	sp, fp, #0
	@ sp needed
	ldr	fp, [sp], #4
	bx	lr
	.cantunwind
	.fnend

  分析：

• r15 PC The Program Counter.

• r14 LR The Link Register.

• r13 SP The Stack Pointer.

• r12 IP The Intra-Procedure-call scratch register. （可简单的认为暂存SP）

• R11 可选，被称为FP，即frame pointer。

  其他分析见下图：

特别说明：此图保留区域写错了，对于此编译器来说，应该是4个4bytes*N(N大于0的整数)的分配本地变量的方式

后记

---

  无

参考文献

• 无

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