小览call stack(挪用栈) (二)——挪用约定

副标题#e#

在上一篇博客中小览call stack(挪用栈) (一)中，我展示了如安在windbg中 调查挪用栈的相关信息：函数的返回地点，参数，返回值。这些信息都凭据必然 的法则存储在牢靠的处所。这个法则就是挪用约定(calling convention)。

挪用约定在计较机界不是什么新鲜的观念，已经有很多相关的文献给以具体 的先容。较量全面的先容可以拜见wikipedia上的相关页面。然而，假如你和我 一样，在第一次打仗挪用约定的时候，以为这个观念是个高妙神秘的冬冬，那么 就请跟从我一起，在这篇博客中看看他的由来，他的领域以及他的用途。

为什么需要挪用约定？

在详细先容挪用约定的界说之前，我们先来看看为什么我们需要一个称之为 挪用约定的冬冬。假如列位相识汇编语言（不相识的话，看下面的这段会稍微有 些艰辛，不外我尽大概把汇编的相关常识表明的清楚一些），那么回想一下我们 是怎么来做一个函数挪用的。

汇编语言提供了一条指令，call ptr，其成果是把CS:IP (指令段：指令指针 ，抉择着下一条执行指令的地点)压栈，而且修改CPU的指令指针，作一个跳转。 在函数竣事的处所，我们利用另一条指令，ret，其成果是把栈中的返回地点取 出，而且跳转到那条指令。

在这里汇编语言只提供了指令跳转的呼吁，作为函数挪用另一个重要构成部 分的参数通报，其方法就很机动，你可以通过寄存器传值，可以通过挪用栈传值 ，可以通过某一块详细的内存传值(雷同全局变量)。然后在被挪用函数中，从寄 存器，栈可能是内存中读取这些信息。想象一下假如被挪用函数是某一个措施员 所编写的，挪用者是另一个措施员，那么他俩之间对付参数的通报方法就有了一 个约定。

高级语言的呈现，把这个问题埋没了起来。我们在编写一般的c++措施的时候 ，凡是不需要记挂参数通报的底层实现，可是，这并不料味着这一问题不再呈现 ——我们只是把责任推给了编译器。编译器作为一个计较机措施，总 是遵照必然的法则事情，每一个法则对应了一种挪用约定。

久而久之，那些经典的法则所发生的挪用约定，就成了耳熟能详的冬冬：

耳熟能详的挪用约定

在先容这些挪用类型之前，我想先说明的是，下面所涉及的挪用类型是在32 位x86处理惩罚器windows平台上的。把领域限定在32位处理惩罚器的原因是：16位处理惩罚器 已经退出CPU的汗青舞台，64微处理惩罚器无论是IA64照旧AMD64都只有一个挪用类型 ——只有32位处理惩罚器泛起百家成名，百花齐放的情形。(对了，你当 然大白挪用类型是绑定在处理惩罚器架构上的观念，因为它涉及太多的诸如寄存器之 类的处理惩罚器架构细节。)聚焦于windows则是因为我此刻的事情只涉及这一平台。

下表的出处来自于The Old New Thing以及张羿的csdn专栏，并作了适当修改 。

首先来看所有的挪用类型都遵循的划定：返回值存储在EDX:EAX中，EDI，ESI ，EBP，EBX是保存的存储器。(即函数可以任意利用这些寄存器，无需担忧粉碎 了挪用者的寄存器状态)

挪用约命名称	清理仓库	参数压栈顺序	备注
cdecl	挪用者 (Caller)	从右往左	因为是挪用者清理Stack，因此答允变参 (如 printf)
stdcall	被挪用者 (Callee)	从右往左	一般在Windows API和COM中利用，也是.NET和 Native代码挪用的缺省Calling Convention。 顺便提一下，Windows中API的 Calling Convention所利用到的WINAPI宏在PC机上是__stdcall，而在WinCE上则 是__cdecl，并非一成稳定。
Thiscall (Microsoft)	被挪用者 (Callee)	从右往左	根基上等价stdcall, 除了this指针用ECX通报
Fastcall (Microsoft)	被挪用者 (Callee)	从右往左	和Stdcall雷同，可是会选择两个从左往右数最 先可以放在寄存器内里的参数放在ECX和EDX中

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各人大概对清理仓库，参数压栈顺序这些观念不是很清楚，在这里我会通过 一个详细的例子来说明。下面列出了一小段措施和它的汇编代码：

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#include <stdio.h>
int __stdcall Test(int a, char b, short c)
{
　　　 printf("%d %c %d", a, b, c);
　　　 return a+c;
}
void main()
{
　　　 int a = Test(5, 'a', 10);
}
#include <stdio.h>
int __stdcall Test(int a, char b, short c)
{
　　　 printf("%d %c %d", a, b, c);
　　　 return a+c;
}
void main()
{
　　　 int a = Test(5, 'a', 10);
}

在main中对Test的挪用对应了如下的汇编代码：

00412004 6a0a　　　　　　　　　　　 push　　　 0Ah
00412006 6a61　　　　　　　　　　　 push　　　 61h
00412008 6a05　　　　　　　　　　　 push　　　 5
0041200a e800f0feff　　　　　 call　　　 test!ILT+10(?TestYGHHDFZ) (0040100f)
0041200f 8945fc　　　　　　　　　 mov　　　　 dword ptr [ebp-4],eax ss:002b:001
00412004 6a0a　　　　　　　　　　　 push　　　 0Ah
00412006 6a61　　　　　　　　　　　 push　　　 61h
00412008 6a05　　　　　　　　　　　 push　　　 5
0041200a e800f0feff　　　　　 call　　　 test!ILT+10(?TestYGHHDFZ) (0040100f)
0041200f 8945fc　　　　　　　　　 mov　　　　 dword ptr [ebp-4],eax ss:002b:001

在这个例子中，我们可以调查到如下信息：

1. 压栈顺序:栈中首先压入的是0A(十进制中的10)，是最后一个参数，其次 是’a’，最后是5，所以说__stdcall的压栈顺序是从右向左。

2. 返回值存放在eax中:在call指令之后，把eax的值存入到[ebp-4]中，对应 了c++代码中对a的赋值，可见eax是返回值的存放之所。

3. 被挪用函数清理栈：在call指令和mov指令没有特另外其他指令，可见之 前放到栈里的参数，都已经被函数Test清理了(Test的最后一条指令是ret 0c)， 把栈的指针调解了三个变量的位置。

4. 函数改名：细心的读者会发明call指令后头跟的是如同乱码般的test! ILT+10(?TestYGHHDFZ)，这是编译器做的手脚(name mangling)，差异的挪用规 范下，编译器会凭据差异的法则对函数举办改名。我不想细究的原因在于：一方 便，函数改名的法则自己就在变革，我今朝利用的编译器，会凭据以前 __thiscall的法则来改名__stdcall的函数。另一方面，很多debuger好比windbg ，会自动的把定名调解返来。

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如何指定挪用约定

凡是，我们真正需要思量到挪用约定的场景，是对一些外部类库的利用。举 例来说，假如我们要挪用的函数由别的一个类库提供，那么，我们需要按照这个 函数所声明的挪用约定来利用这个函数。也就是说，我们要汇报编译器，请凭据 这个挪用约定，生成相关的代码，来利用谁人来自于类库的函数。对付MSVC的编 译器来说，有下面的这些开关：

编译器开关	挪用类型
/Gd	__cdecl
/Gr	__fastcall
/Gz	__stdcall

个中/Gz是c++的默认选项。

别的一个例子是，提供应别人的回调函数，需要按照挪用者的要求，声明调 用约定，举一个例子来说，在windows中开始一个新的线程。

这时候，可以在函数声明的语句中，在返回值范例后头插入相关的挪用类型 ，如前面的例子中所示。

int __stdcall Test(int a, char b, short c)
int __stdcall Test(int a, char b, short c)　

假如你是一个.NET用户(终于，我可以谈及一些我们的产物了)，那么你在 P/Invoke的时候仍然需要挪用约定。DllImportAttibute中，有一个字段 CallingConvention，就是对应这个需求生成的。

[DllImport("ole32.dll", EntryPoint="CoCreateInstance", CallingConvention=CallingConvention.StdCall)]
public static extern　 int CoCreateInstance(ref Guid rclsid, IntPtr pUnkOuter, uint dwClsContext, ref Guid riid, ref System.IntPtr ppv) ;

挪用约定的用武之地

看了上面的先容之后，你大概会想，我们只需要按照文档上声明的挪用约定 ，在本身的代码中指定相应的挪用约定就可以了。那么，相识清楚每一个挪用约 定的详细内容对我们有什么辅佐呢？

我认为，相识挪用约定首先可以辅佐我们深入相识函数挪用部门的汇编代码 的道理。有许多时候，错误的利用了挪用类型是一个很难察觉的bug。

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其次，相识挪用约定在只拥有民众标记（public symbol）举办调试的时候对 我们辅佐很大，民众标记凡是只能让我们调查到挪用栈信息。那么相识了挪用约 定之后，我们至少能操作挪用栈找到函数参数，函数返回值等信息。

总结以及下期预告

本日我耗费了蛮多笔墨讲授挪用类型，对付这一系列的主题“挪用栈 ”来说，挪用类型是一个息息相关的观念。下一次，我将通过一个windbg 调试脚原来调查遵循stdcall的挪用栈，作为这一系列的收尾，敬请等候。