C語言中函數就是一些代碼的集合,實現相對單一的功能;應該有名稱、參數、返回值。實際上函數應該是能夠從調用程序中接受輸入,處理一定的邏輯,并最終能返回到調用程序的一段代碼的集合。
本主要討論windows下C函數如何實現的;主要包括:函數調用約定、參數傳遞和返回。
調用約定
Windows中默認使用的cdecl調用約定,又叫C調用約定(不加任何修飾就是這種約定)。cdecl的調用約定意味著:
1) 參數從右向左壓入堆棧
2) 函數自身不清理堆棧;調用者負責清理,因此這種調用約定允許參數不固定
3) 函數名自動加前導的下劃線
例如:函數
Void TestFun(int a,int b);
等價于:
Void __cdecl TestFun(int a,int b);
如果有段代碼調用上面的函數,例如:
TestFun(1,2);
那么轉變為匯編的就是:
Push 2
Push 1
Call TestFun
Add esp 8 ;2個參數
假設esp的指針在調用函數之前為20,那么上面代碼行對應的esp的值為:
Push 2 ;esp =16
Push 1 ;esp=12
Call TestFun ;esp=8
Add esp 8 ;esp=20
其中call指令會修改esp的值,即將函數的返回地址進棧。
WINAPI或stdcall與cdecl不同之處TestFun自己修改堆棧;上面函數的匯編代碼是:
Push 2
Push 1
Call TestFun
參數傳遞
C函數的參數傳遞都是通過堆棧來進行的。還是針對上面的函數來畫一下堆棧的內容:
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ßESP
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返回地址
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低地址
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1(參數a)
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2(參數b)
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高地址
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調用者將參數a和b放到堆棧中;一旦進入函數體,函數需要讀取這些參數并進行處理。讀取函數的方式就是通過ESP的偏移來完成。
Mov eax, [esp+4] ;a的值
Mov ebx,[esp+8] ;b的值
如果在進入函數取參數之前先要保存某些寄存器,例如:
Push eax
那么esp的基地址發生了變化就是esp+4,從而取a和b的值就變成:
Mov eax,[esp+8] ;a的值
Mov ebx,[esp+12] ;b的值
函數返回
函數返回分為兩個部分:返回值的設置和返回調用者的位置。
返回值
一般函數的返回值都是通過eax這個寄存器傳遞給調用者的,因此如果函數有返回值都在eax中。但對于浮點數使用ST0而不是EAX寄存器。
因此函數體中在RET之前,需要做的是:
MOV EAX, XXX ;XXX返回值
在調用者中取返回值的做法就是:
MOV [ret], EAX ;ret存放返回值的變量
如果返回值超過4個字節,高位放在EDX中。
函數返回
對于C約定的函數返回通過RET來完成。需要做的就是從堆棧中讀取返回地址,然后修改EIP寄存器的位置;ESP的值加4,即從堆棧中把返回值POP出來。
對于STDCALL的約定,需要給RET傳遞一個參數,參數的內容為傳遞進來的參數占用堆棧的大小,目的是通過RET指令來修改ESP的棧頂位置;恢復到調用前的位置。
不管上面約定,最后EIP指向調用者調用該函數的下一行指令。