函数调用约定_stdcall[转]

关键字	清理堆栈	参数入栈顺序	函数名称修饰(C)
__cdecl	调用函数	右 à 左	_函数名
__stdcall	被调用函数	右 à 左	_函数名@数字
__fastcall	被调用函数	右 à 左	@函数名@数字
thiscall(非关键字)	被调用函数	右 à 左	/

在C语言中，假设我们有这样的一个函数：

int function(int a,int b)

调用时只要用result = function(1,2)这样的方式就可以使用这个函数。但是，当高级

语言被编译成计算机可以识别的机器码时，有一个问题就凸现出来：在CPU中，计算机没

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。

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

第一个可用的数据项（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CALLB

ACK。

stdcall调用约定声明的语法为(以前文的那个函数为例）：

int __stdcall function(int a,int b)

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 2 第二个参数入栈

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

而对于函数自身，则可以翻译为：

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

而在编译时，这个函数的名字被翻译成_function@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 1

push 2

call function

add 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

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

MSDN中说，该修饰自动在函数名前加前导的下划线，因此函数名在符号表中被记录为_f

unction，但是我在编译时似乎没有看到这种变化。

由于参数按照从右向左顺序压栈，因此最开始的参数在最接近栈顶的位置，因此当采用

不定个数参数时，第一个参数在栈中的位置肯定能知道，只要不定的参数个数能够根据

第一个后者后续的明确的参数确定下来，就可以使用不定参数，例如对于CRT中的sprin

tf函数，定义为：

int sprintf(char* buffer,const char* format,...)

由于所有的不定参数都可以通过format确定，因此使用不定个数的参数是没有问题的。

fastcall

fastcall调用约定和stdcall类似，它意味着：

函数的第一个和第二个DWORD参数（或者尺寸更小的）通过ecx和edx传递，其他参数通过

从右向左的顺序压栈

被调用函数清理堆栈

函数名修改规则同stdcall

其声明语法为：int fastcall function(int a,int b)

thiscall

thiscall是唯一一个不能明确指明的函数修饰，因为thiscall不是关键字。它是C++类成

员函数缺省的调用约定。由于成员函数调用还有一个this指针，因此必须特殊处理，th

iscall意味着：

参数从右向左入栈

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。

对参数个数不定的，调用者清理堆栈，否则函数自己清理堆栈

为了说明这个调用约定，定义如下类和使用代码：

class A

{

public:

int function1(int a,int b);

int function2(int a,...);

};

int A::function1 (int a,int b)

{

return a+b;

}

#include

int A::function2(int a,...)

{

va_list ap;

va_start(ap,a);

int i;

int result = 0;

for(i = 0 i < a i ++)

{

result += va_arg(ap,int);

}

return result;

}

void callee()

{

A a;

a.function1 (1,2);

a.function2(3,1,2,3);

}

callee函数被翻译成汇编后就变成：

//函数function1调用

0401C1D push 2

00401C1F push 1

00401C21 lea ecx,[ebp-8]

00401C24 call function1 注意，这里this没有被入栈

//函数function2调用

00401C29 push 3

00401C2B push 2

00401C2D push 1

00401C2F push 3

00401C31 lea eax,[ebp-8] 这里引入this指针

00401C34 push eax

00401C35 call function2

00401C3A add esp,14h

可见，对于参数个数固定情况下，它类似于stdcall，不定时则类似cdecl

naked call

这是一个很少见的调用约定，一般程序设计者建议不要使用。编译器不会给这种函数增

加初始化和清理代码，更特殊的是，你不能用return返回返回值，只能用插入汇编返回

结果。这一般用于实模式驱动程序设计，假设定义一个求和的加法程序，可以定义为：

__declspec(naked) int add(int a,int b)

{

__asm mov eax,a

__asm add eax,b

__asm ret

}

注意，这个函数没有显式的return返回值，返回通过修改eax寄存器实现，而且连退出函

数的ret指令都必须显式插入。上面代码被翻译成汇编以后变成：

mov eax,[ebp+8]

add eax,[ebp+12]

ret 8

注意这个修饰是和__stdcall及cdecl结合使用的，前面是它和cdecl结合使用的代码，对

于和stdcall结合的代码，则变成：

__declspec(naked) int __stdcall function(int a,int b)

{

__asm mov eax,a

__asm add eax,b

__asm ret 8 //注意后面的8

}

至于这种函数被调用，则和普通的cdecl及stdcall调用函数一致。

函数调用约定导致的常见问题

如果定义的约定和使用的约定不一致，则将导致堆栈被破坏，导致严重问题，下面是两

种常见的问题：

函数原型声明和函数体定义不一致

DLL导入函数时声明了不同的函数约定

以后者为例，假设我们在dll种声明了一种函数为：

__declspec(dllexport) int func(int a,int b);//注意，这里没有stdcall，使用的是

cdecl

使用时代码为：

typedef int (*WINAPI DLLFUNC)func(int a,int b);

hLib = LoadLibrary(...);

DLLFUNC func = (DLLFUNC)GetProcAddress(...)//这里修改了调用约定

result = func(1,2);//导致错误

由于调用者没有理解WINAPI的含义错误的增加了这个修饰，上述代码必然导致堆栈被破

坏，MFC在编译时插入的checkesp函数将告诉你，堆栈被破坏了。

函数调用堆栈分析 

理解调用栈最重要的两点是：栈的结构，EBP寄存器的作用。

首先要认识到这样两个事实：

1、一个函数调用动作可分解为：零到多个PUSH指令（用于参数入栈），一个CALL指令。CALL指令内部其实还暗含了一个将返回地址（即CALL指令下一条指令的地址）压栈的动作。

2、几乎所有本地编译器都会在每个函数体之前插入类似如下指令：PUSH EBP; MOV EBP ESP;

即，在程序执行到一个函数的真正函数体时，已经有以下数据顺序入栈：参数，返回地址，EBP。

由此得到类似如下的栈结构（参数入栈顺序跟调用方式有关，这里以C语言默认的CDECL为例）：

+| (栈底方向，高位地址) |

 | .................... |

 | .................... |

 | 参数3                |

 | 参数2                |

 | 参数1                |

 | 返回地址             |

-| 上一层[EBP]          | <-------- [EBP]

“PUSH EBP”“MOV EBP ESP”这两条指令实在大有深意：首先将EBP入栈，然后将栈顶指针ESP赋值给EBP。“MOV EBP ESP”这条指令表面上看是用ESP把EBP原来的值覆盖了，其实不然——因为给EBP赋值之前，原EBP值已经被压栈（位于栈顶），而新的EBP又恰恰指向栈顶。

此时EBP寄存器就已经处于一个非常重要的地位，该寄存器中存储着栈中的一个地址（原EBP入栈后的栈顶），从该地址为基准，向上（栈底方向）能获取返回地址、参数值，向下（栈顶方向）能获取函数局部变量值，而该地址处又存储着上一层函数调用时的EBP值！

一般而言，ss:[ebp+4]处为返回地址，ss:[ebp+8]处为第一个参数值（最后一个入栈的参数值，此处假设其占用4字节内存），ss:[ebp-4]处为第一个局部变量，ss:[ebp]处为上一层EBP值。

由于EBP中的地址处总是“上一层函数调用时的EBP值”，而在每一层函数调用中，都能通过当时的EBP值“向上（栈底方向）能获取返回地址、参数值，向下（栈顶方向）能获取函数局部变量值”。

如此形成递归，直至到达栈底。这就是函数调用栈。

编译器对EBP的使用实在太精妙了。

从当前EBP出发，逐层向上找到所有的EBP是非常容易的：

unsigned int _ebp;

__asm _ebp, ebp;

while (not stack bottom)

{

    //...

    _ebp = *(unsigned int*)_ebp;

}