前言

在編程中，理解函數調用約定和棧的機制對于編寫高效代碼、調試程序以及進行逆向工程至關重要。本文將深入探討 C 和 C++ 的調用約定，以及棧與平棧的相關知識。

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C 調用約定

在 C 語言中，默認的調用約定是 cdecl。cdecl 調用約定的特點如下：

• 參數傳遞：參數從右向左依次壓入棧中。
• 棧清理：調用者負責清理棧（即調用者在函數返回后負責平棧）。
• 返回值：返回值通常存放在 EAX 寄存器中。

示例：

int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {int result = add(3, 4);  // 調用add函數return 0;
}

在匯編層面，調用 add(3, 4) 的代碼可能如下：

push 4        ; 第二個參數壓棧
push 3        ; 第一個參數壓棧
call add      ; 調用add函數
add esp, 8    ; 調用者平棧，清理8字節的棧空間

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C++ 調用約定

C++ 調用約定與 C 調用約定有所不同，主要體現在以下幾點：

名稱修飾（Name Mangling）

• C++ 編譯器會對函數名進行修飾（Name Mangling），以支持函數重載、命名空間等特性。例如，函數 int add(int a, int b) 可能會被修飾為 _Z3addii。
• C 語言沒有名稱修飾，函數名在編譯后保持不變。

thiscall 調用約定

在 C++ 中，非靜態成員函數的調用約定通常是 thiscall。thiscall 調用約定的特點：

• this 指針：this 指針通常通過 ECX 寄存器傳遞。
• 參數傳遞：其他參數從右向左壓入棧中。
• 棧清理：被調用函數負責清理棧。

示例：

class MyClass {
public:int add(int a, int b) {return a + b;}
};int main() {MyClass obj;int result = obj.add(3, 4);  // 調用成員函數addreturn 0;
}

在匯編層面，調用 obj.add(3, 4) 的代碼可能如下：

lea ecx, [obj]  ; 將this指針（即obj的地址）放入ECX寄存器
push 4          ; 第二個參數壓棧
push 3          ; 第一個參數壓棧
call ?add@MyClass@@QAEHHH@Z  ; 調用成員函數add

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棧與平棧

棧的基本概念

• 棧（Stack）：棧是一種后進先出（LIFO）的數據結構，用于存儲函數調用時的局部變量、參數、返回地址等信息。
• 棧幀（Stack Frame）：每個函數調用都會在棧上創建一個棧幀，用于存儲該函數的局部變量、參數等信息。
• 棧指針（ESP）：ESP 寄存器指向當前棧頂的位置。

平棧（Stack Cleanup）

平棧是指在函數調用結束后，清理棧上的參數，使棧恢復到函數調用前的狀態。不同的調用約定決定了由誰負責平棧：

1. cdecl 調用約定：

   • 調用者負責平棧：調用者在函數返回后使用 add esp, n 指令清理棧。
   • 示例：

     push 4
     push 3
     call add
     add esp, 8  ; 調用者平棧，清理8字節的棧空間
     

2. stdcall 調用約定：

   • 被調用函數負責平棧：被調用函數在返回前使用 ret n 指令自動清理棧。
   • 示例：

     push 4
     push 3
     call add
     ; 被調用函數內部：
     ret 8  ; 被調用函數平棧，清理8字節的棧空間
     

3. fastcall 調用約定：

   • 被調用函數負責平棧：被調用函數在返回前使用 ret n 指令自動清理棧。
   • 示例：

     mov ecx, 3  ; 第一個參數通過ECX寄存器傳遞
     mov edx, 4  ; 第二個參數通過EDX寄存器傳遞
     call add
     ; 被調用函數內部：
     ret 0  ; 沒有參數通過棧傳遞，無需清理棧
     

4. thiscall 調用約定：

   • 被調用函數負責平棧：被調用函數在返回前使用 ret n 指令自動清理棧。
   • 示例：

     lea ecx, [obj]  ; this指針通過ECX寄存器傳遞
     push 4          ; 第二個參數壓棧
     push 3          ; 第一個參數壓棧
     call ?add@MyClass@@QAEHHH@Z
     ; 被調用函數內部：
     ret 8  ; 被調用函數平棧，清理8字節的棧空間
     

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總結

• C 調用約定：默認使用 cdecl，調用者負責平棧。
• C++ 調用約定：默認使用 thiscall，被調用函數負責平棧。
• 棧與平棧：棧用于存儲函數調用的局部變量和參數，平棧是清理棧的過程，不同的調用約定決定了由誰負責平棧。

理解這些調用約定和棧的機制對于編寫高效的代碼、調試程序以及進行逆向工程都非常重要。希望本文能幫助你更好地掌握這些知識，提升編程技能！

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