Intel x86 Assembly Language & Microarchitecture
호출 규칙

비고

32 비트 cdecl

cdecl은 많은 POSIX 운영 체제에서 사용되는 호출 규칙과 매우 유사한 Windows 32 비트 함수 호출 규칙입니다 ( i386 System V ABI에 설명되어 있음 ). 차이점 중 하나는 작은 구조체를 반환하는 것입니다.

매개 변수

매개 변수는 스택에서 전달됩니다. 첫 번째 인수는 호출시 스택의 가장 낮은 주소 (마지막으로 푸시되므로 함수에 대한 입력시 리턴 주소 바로 위에 있습니다)와 함께 전달됩니다. 호출자는 호출 후 스택에서 매개 변수를 다시 팝핑해야합니다.

반환 값

스칼라 반환 유형의 경우 반환 값은 EAX 또는 64 비트 정수의 경우 EDX : EAX에 배치됩니다. 부동 소수점 유형은 st0 (x87)로 반환됩니다. 구조체와 같은 더 큰 유형을 반환하는 것은 암시 적 첫 번째 매개 변수로 전달되는 포인터를 사용하여 참조에 의해 수행됩니다. 이 포인터는 EAX에서 반환되므로 호출자는 전달 된 내용을 기억할 필요가 없습니다.

저장된 레지스터 및 Clobbered 레지스터

호출자가 호출로 변경되지 않은 레지스터에 의존 할 수 있도록 EBX, EDI, ESI, EBP 및 ESP (및 FP / SSE 반올림 모드 설정)가 호출 수신자에 의해 보존되어야합니다.

다른 모든 레지스터 (EAX, ECX, EDX, FLAGS (DF 제외), x87 및 벡터 레지스터)는 수신자가 자유롭게 수정할 수 있습니다. 호출자가 함수 호출 전후에 값을 보존하려면 저장 된 레지스터 또는 스택 중 하나에 값을 저장해야합니다.

64 비트 시스템 V

이것은 많은 POSIX 운영 체제에서 64 비트 응용 프로그램에 대한 기본 호출 규칙입니다.

매개 변수

처음 8 개의 스칼라 매개 변수는 RDI, RSI, RDX, RCX, R8, R9, R10, R11 순서로 전달됩니다. 처음 8 개를 지나친 매개 변수는 스택에 배치되며 이전 매개 변수는 스택 맨 위에 가깝습니다. 호출자는 더 이상 필요하지 않으면 호출 후에 스택에서이 값을 팝핑 할 책임이 있습니다.

반환 값

스칼라 반환 유형의 경우 반환 값은 RAX에 저장됩니다. 구조체와 같은 더 큰 유형을 반환하는 것은 개념적으로 함수의 서명을 변경하여 반환 값을 배치 할 위치에 대한 포인터 인 매개 변수 목록의 시작 부분에 매개 변수를 추가하는 방법으로 수행됩니다.

저장된 레지스터 및 Clobbered 레지스터

RBP, RBX 및 R12-R15는 수신자에 의해 보존됩니다. 다른 모든 레지스터는 호출 수신자에 의해 수정 될 수 있으며 호출자는 나중에 해당 값을 사용하려는 경우 레지스터의 값 자체 (예 : 스택)를 보존해야합니다.

32 비트 stdcall

stdcall은 32 비트 Windows API 호출에 사용됩니다.

매개 변수

매개 변수는 스택에서 전달되고 첫 번째 매개 변수는 스택 맨 위에 가깝습니다. 피 호출자가 반환하기 전에 스택에서이 값을 팝합니다.

반환 값

스칼라 반환 값은 EAX에 저장됩니다.

저장된 레지스터 및 Clobbered 레지스터

EAX, ECX 및 EDX는 수신자가 자유롭게 수정할 수 있으므로 원할 경우 발신자가 저장해야합니다. EBX, ESI, EDI 및 EBP는 수정 된 경우 호출 수신자가 저장해야하며 반환시 원래 값으로 복원해야합니다.

32 비트, cdecl - 정수 다루기

파라미터 (8, 16, 32 비트)

8, 16, 32 비트 정수는 항상 전체 폭의 32 비트 값 ¹ 로 스택에 전달됩니다.
확장 또는 서명이 필요하지 않습니다.
호출 수신자는 전체 너비 값의 하위 부분 만 사용합니다.

//C prototype of the callee
void  __attribute__((cdecl)) foo(char a, short b, int c, long d);

foo(-1, 2, -3, 4);


;Call to foo in assembly

push DWORD 4             ;d, long is 32 bits, nothing special here
push DWORD 0fffffffdh    ;c, int is 32 bits, nothing special here
push DWORD 0badb0002h    ;b, short is 16 bits, higher WORD can be any value
push DWORD 0badbadffh    ;a, char is 8 bits, higher three bytes can be any value
call foo
add esp, 10h             ;Clean up the stack

매개 변수 (64 비트)

64 비트 값은 littel 엔디안 규칙 ^2를 준수하면서 두 번의 푸시를 사용하여 스택에 전달되고 먼저 상위 32 비트를 누른 다음 하위 32 비트를 푸시합니다.

//C prototype of the callee
void  __attribute__((cdecl)) foo(char a, short b, int c, long d);

foo(0x0123456789abcdefLL);

;Call to foo in assembly

push DWORD 89abcdefh        ;Higher DWORD of 0123456789abcdef
push DWORD 01234567h        ;Lower DWORD of 0123456789abcdef
call foo
add esp, 08h

반환 값으로

8 비트 정수가 AL 에서 반환되어 결국 전체 eax 합니다.
16 비트 정수가 AX 에서 반환되어 결국 전체 eax 합니다.
32 비트 정수가 EAX 반환됩니다.
64 비트 정수는 EDX:EAX 반환되며, EAX 는 하위 32 비트를 보유하고 EDX 는 상위 비트를 보유합니다.

//C
char foo() { return -1; }

;Assembly
mov al, 0ffh
ret

//C
unsigned short foo() { return 2; }

;Assembly
mov ax, 2
ret

//C
int foo() { return -3; }

;Assembly
mov eax, 0fffffffdh
ret

//C
int foo() { return 4; }

;Assembly
xor edx, edx            ;EDX = 0
mov eax, 4            ;EAX = 4
ret

¹ 스택을 자연어 크기 인 4 바이트로 정렬합니다. 또한 x86 CPU는 긴 모드가 아닐 때만 2 또는 4 바이트를 누를 수 있습니다.

² 낮은 주소에서 낮은 DWORD

32 비트, cdecl - 부동 소수점 처리

매개 변수 (float, double)

부동 소수점 크기는 32 비트이며 자연스럽게 스택에 전달됩니다.
Doubles는 64 비트 크기이며 Little Endian 규칙 ^1을 준수하여 스택에 전달되고 처음에는 상위 32 비트를, 아래쪽 비트는 밀어 넣습니다.

//C prototype of callee
double foo(double a, float b);

foo(3.1457, 0.241);

;Assembly call

;3.1457 is 0x40092A64C2F837B5ULL
;0.241 is 0x3e76c8b4

push DWORD  3e76c8b4h        ;b, is 32 bits, nothing special here
push DWORD 0c2f837b5h        ;a, is 64 bits, Higher part of 3.1457
push DWORD  40092a64h        ;a, is 64 bits, Lower part of 3.1457
call foo
add esp, 0ch

;Call, using the FPU
;ST(0) = a, ST(1) = b
sub esp, 0ch
fstp QWORD PTR [esp]        ;Storing a as a QWORD on the stack
fstp DWORD PTR [esp+08h]    ;Storing b as a DWORD on the stack
call foo
add esp, 0ch

매개 변수 (long double)

long double은 80 비트 ² 와이드이며, 스택에서 TBYTE는 스택을 4 바이트에 정렬되도록 유지하기 위해 두 개의 32 비트 푸시 및 한 개의 16 비트 푸시 (4 + 4 + 2 = 10)로 저장할 수 있습니다. 12 바이트, 따라서 3 개의 32 비트 푸시를 사용합니다.
리틀 엔디안 규칙을 존중하여, 비트 79-64가 처음 ³ 푸시되고 비트 63-32 다음에 비트 31-0이 푸시됩니다.

//C prototype of the callee
void  __attribute__((cdecl)) foo(long double a);

foo(3.1457);

;Call to foo in assembly
;3.1457 is 0x4000c9532617c1bda800

push DWORD 4000h        ;Bits 79-64, as 32 bits push
push DWORD 0c9532617h        ;Bits 63-32
push DWORD 0c1bda800h        ;Bits 31-0
call foo
add esp, 0ch

;Call to foo, using the FPU
;ST(0) = a

sub esp, 0ch
fstp TBYTE PTR [esp]        ;Store a as ten byte on the stack
call foo
add esp, 0ch

반환 값으로

부동 소수점 값은 크기에 관계없이 ST(0) ^4에 반환됩니다.

//C
float one() { return 1; }

;Assembly
fld1            ;ST(0) = 1
ret

//C
double zero() { return 0; }

;Assembly
fldz            ;ST(0) = 0
ret

//C
long double pi() { return PI; }

;Assembly
fldpi            ;ST(0) = PI
ret

¹ 낮은 주소의 DWORD를 낮 춥니 다.

² 10 바이트의 TBYTE로 알려져 있습니다.

³ 임의의 확장자와 함께 전체 폭 누름을 사용하면 더 높은 WORD가 사용되지 않습니다.

⁴ 어느 쪽이 TBYE 와이드인가, 정수와는 반대로, FP는 항상보다 정밀하게 반환된다는 점에주의하십시오.

64 비트 Windows

매개 변수

처음 4 개 매개 변수는 (순서대로) RCX, RDX, R8 및 R9로 전달됩니다. XMM0 ~ XMM3은 부동 소수점 매개 변수를 전달하는 데 사용됩니다.

추가 매개 변수가 스택에 전달됩니다.

64 비트보다 큰 매개 변수는 주소로 전달됩니다.

유출 공간

함수가 4 개 미만의 매개 변수를 사용하더라도 호출자는 항상 스택에 4 개의 QWORD 크기 매개 변수를위한 공간을 제공합니다. 피 호출자는 어떤 용도로든 자유롭게 사용할 수 있습니다. 다른 호출에 의해 유포 될 경우 매개 변수를 복사하는 것이 일반적입니다.

반환 값

스칼라 반환 유형의 경우 반환 값은 RAX에 저장됩니다. 반환 유형이 64 비트보다 큰 경우 (예 : 구조체의 경우) RAX가 포인터입니다.

저장된 레지스터 및 Clobbered 레지스터

매개 변수 전달 (RCX, RDX, R8, R9 및 XMM0 ~ XMM3), RAX, R10, R11, XMM4 및 XMM5에 사용되는 모든 레지스터는 수신자가 흘릴 수 있습니다. 다른 모든 레지스터는 호출자가 보존해야합니다 (예 : 스택에 있음).

스택 정렬

스택은 16 바이트 정렬로 유지되어야합니다. "call"명령은 8 바이트 리턴 주소를 푸시하기 때문에 모든 리프가 아닌 함수는 16 바이트 정렬을 복원하기 위해 16n + 8 형식의 값으로 스택을 조정합니다.
통화 후 스택을 청소하는 것은 발신자 작업입니다.

출처 : 호출 규칙의 역사, 파트 5 : amd64 Raymond Chen

32 비트, cdecl - 구조체 다루기

심

구조체의 멤버는 일반적으로 자연 경계에 정렬되도록 패딩되어 있습니다.

struct t
{
    int a, b, c, d;    // a is at offset 0, b at 4, c at 8, d at 0ch
    char e;            // e is at 10h
    short f;           // f is at 12h (naturally aligned)
    long g;            // g is at 14h
    char h;            // h is at 18h
    long i;            // i is at 1ch (naturally aligned)
};

매개 변수 (참조로 전달)

참조에 의해 전달되면 메모리에있는 구조체에 대한 포인터가 스택의 첫 번째 인수로 전달됩니다. 이는 자연 크기 (32 비트) 정수 값을 전달하는 것과 같습니다. 자세한 내용은 32 비트 cdecl 을 참조하십시오.

매개 변수 (값 전달)

값으로 전달되면 구조체는 원래 메모리 레이아웃을 고려하여 스택에 완전히 복사됩니다 ( 즉 , 첫 번째 멤버가 낮은 주소에 있음).

int __attribute__((cdecl)) foo(struct t a);

struct t s = {0, -1, 2, -3, -4, 5, -6, 7, -8};
foo(s);

; Assembly call

push DWORD 0fffffff8h    ; i (-8)
push DWORD 0badbad07h    ; h (7), pushed as DWORD to naturally align i, upper bytes can be garbage
push DWORD 0fffffffah    ; g (-6)
push WORD 5              ; f (5)
push WORD 033fch         ; e (-4), pushed as WORD to naturally align f, upper byte can be garbage
push DWORD 0fffffffdh    ; d (-3)
push DWORD 2             ; c (2)
push DWORD 0ffffffffh    ; b (-1)
push DWORD 0             ; a (0)
call foo
add esp, 20h

반환 값으로

그들은 ¹ 사소하지 않는 구조체는 리턴 전에 호출자 제공 버퍼에 복사된다. 이것은 숨겨진 첫 번째 매개 변수 struct S *retval (여기서 struct S 는 struct S 의 형식 임)을 갖는 것과 같습니다.

함수는이 포인터와 함께 eax 의 반환 값을 반환해야합니다. 호출자는 반환 값에 대한 포인터를 보유한 eax 에 의존 할 수 있습니다. call 바로 전에 푸시되었습니다.

struct S
{
    unsigned char a, b, c;
};

struct S foo();         // compiled as struct S* foo(struct S* _out)

숨겨진 매개 변수는 호출 수신자가 처리해야하므로 스택 정리의 목적으로 매개 변수 수에 추가되지 않습니다.

sub esp, 04h        ; allocate space for the struct

; call to foo
push esp            ; pointer to the output buffer
call foo
add esp, 00h        ; still as no parameters have been passed

위의 예제에서 구조체는 스택 맨 위에 저장됩니다.

struct S foo()
{
    struct S s;
    s.a = 1; s.b = -2; s.c = 3;
    return s;
}

; Assembly code
push ebx
mov eax, DWORD PTR [esp+08h]   ; access hidden parameter, it is a pointer to a buffer
mov ebx, 03fe01h               ; struct value, can be held in a register
mov DWORD [eax], ebx           ; copy the structure into the output buffer 
pop ebx
ret 04h                        ; remove the hidden parameter from the stack
                               ; EAX = pointer to the output buffer

¹ "사소한"구조체는 구조체가 아닌 비 배열 형식 (최대 32 비트 크기)의 멤버 하나만 포함하는 구조체입니다. 이러한 구조체의 경우 해당 멤버의 값은 eax 레지스터에 반환됩니다. (이 동작은 Linux를 타겟팅하는 GCC에서 관찰되었습니다)

cdecl의 Windows 버전은 System V ABI의 호출 규칙과 다릅니다. "사소한"구조체는 구조체가 아닌 비 배열 유형 (최대 32 비트 크기)의 멤버를 최대 두 명까지 포함 할 수 있습니다. 이 값들은 64 비트 정수처럼 eax 와 edx 에서 반환됩니다. 이 동작은 Win32를 대상으로하는 MSVC 및 Clang에서 관찰되었습니다.