在上一篇博客中小覽call stack(調用棧) (一)中，我展示了如何在windbg中 觀察調用棧的相關信息：函數的返回地址，參數，返回值。這些信息都按照一定 的規則存儲在固定的地方。這個規則就是調用約定(calling convention)。
調用約定在計算機界不是什麼新鮮的概念，已經有許多相關的文獻給予詳細 的介紹。比較全面的介紹可以參見wikipedia上的相關頁面。然而，如果你和我 一樣，在第一次接觸調用約定的時候，覺得這個概念是個高深神秘的冬冬，那麼 就請跟隨我一起，在這篇博客中看看他的由來，他的范疇以及他的用途。
為什麼需要調用約定？
在具體介紹調用約定的定義之前，我們先來看看為什麼我們需要一個稱之為 調用約定的冬冬。如果各位了解匯編語言（不了解的話，看下面的這段會稍微有 些費力，不過我盡可能把匯編的相關知識解釋的清楚一些），那麼回憶一下我們 是怎麼來做一個函數調用的。
匯編語言提供了一條指令，call ptr，其功能是把CS:IP (指令段：指令指針 ，決定著下一條執行指令的地址)壓棧，並且修改CPU的指令指針，作一個跳轉。 在函數結束的地方，我們使用另一條指令，ret，其功能是把棧中的返回地址取 出，並且跳轉到那條指令。
在這裡匯編語言只提供了指令跳轉的命令，作為函數調用另一個重要組成部 分的參數傳遞，其方式就很靈活，你可以通過寄存器傳值，可以通過調用棧傳值 ，可以通過某一塊具體的內存傳值(類似全局變量)。然後在被調用函數中，從寄 存器，棧或者是內存中讀取這些信息。想象一下如果被調用函數是某一個程序員 所編寫的，調用者是另一個程序員，那麼他倆之間對於參數的傳遞方式就有了一 個約定。
高級語言的出現，把這個問題隱藏了起來。我們在編寫一般的c++程序的時候 ，通常不需要顧慮參數傳遞的底層實現，但是，這並不意味著這一問題不再出現 ——我們只是把責任推給了編譯器。編譯器作為一個計算機程序，總 是遵照一定的規則工作，每一個規則對應了一種調用約定。
久而久之，那些經典的規則所產生的調用約定，就成了耳熟能詳的冬冬：
耳熟能詳的調用約定
在介紹這些調用規范之前，我想先說明的是，下面所涉及的調用規范是在32 位x86處理器windows平台上的。把范疇限定在32位處理器的原因是：16位處理器 已經退出CPU的歷史舞台，64微處理器無論是IA64還是AMD64都只有一個調用規范 ——只有32位處理器呈現百家成名，百花齊放的景象。(對了，你當 然明白調用規范是綁定在處理器架構上的概念，因為它涉及太多的諸如寄存器之 類的處理器架構細節。)聚焦於windows則是因為我現在的工作只涉及這一平台。
下表的出處來自於The Old New Thing以及張羿的csdn專欄，並作了適當修改 。
首先來看所有的調用規范都遵循的規定：返回值存儲在EDX:EAX中，EDI，ESI ，EBP，EBX是保留的存儲器。(即函數可以任意使用這些寄存器，無需擔心破壞 了調用者的寄存器狀態)
調用約定名稱
清理堆棧
參數壓棧順序
備注
cdecl
調用者 (Caller)
從右往左
因為是調用者清理Stack，因此允許變參 (如 printf)
stdcall
被調用者 (Callee)
從右往左
一般在Windows API和COM中使用，也是.NET和 Native代碼調用的缺省Calling Convention。
順便提一下，Windows中API的 Calling Convention所使用到的WINAPI宏在PC機上是__stdcall，而在WinCE上則 是__cdecl，並非一成不變。
Thiscall (Microsoft)
被調用者 (Callee)
從右往左
基本上等價stdcall, 除了this指針用ECX傳遞
Fastcall (Microsoft)
被調用者 (Callee)
從右往左
和Stdcall類似，但是會選擇兩個從左往右數最 先可以放在寄存器裡面的參數放在ECX和EDX中
大家可能對清理堆棧，參數壓棧順序這些概念不是很清楚，在這裡我會通過 一個具體的例子來說明。下面列出了一小段程序和它的匯編代碼：
#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中對Test的調用對應了如下的匯編代碼：
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
在這個例子中，我們可以觀察到如下信息：
1. 壓棧順序:棧中首先壓入的是0A(十進制中的10)，是最後一個參數，其次 是’a’，最後是5，所以說__stdcall的壓棧順序是從右向左。
2. 返回值存放在eax中:在call指令之後，把eax的值存入到[ebp-4]中，對應 了c++代碼中對a的賦值，可見eax是返回值的存放之所。
3. 被調用函數清理棧：在call指令和mov指令沒有額外的其他指令，可見之 前放到棧裡的參數，都已經被函數Test清理了(Test的最後一條指令是ret 0c)， 把棧的指針調整了三個變量的位置。
4. 函數更名：細心的讀者會發現call指令後面跟的是如同亂碼般的test! ILT+10(?TestYGHHDFZ)，這是編譯器做的手腳(name mangling)，不同的調用規 范下，編譯器會按照不同的規則對函數進行更名。我不想細究的原因在於：一方 便，函數更名的規則本身就在變化，我目前使用的編譯器，會按照以前 __thiscall的規則來更名__stdcall的函數。另一方面，許多debuger比如windbg ，會自動的把命名調整回來。
如何指定調用約定
通常，我們真正需要考慮到調用約定的場景，是對一些外部類庫的使用。舉 例來說，如果我們要調用的函數由另外一個類庫提供，那麼，我們需要根據這個 函數所聲明的調用約定來使用這個函數。也就是說，我們要告訴編譯器，請按照 這個調用約定，生成相關的代碼，來使用那個來自於類庫的函數。對於MSVC的編 譯器來說，有下面的這些開關：
編譯器開關 調用規范 /Gd __cdecl /Gr __fastcall /Gz __stdcall
其中/Gz是c++的默認選項。
另外一個例子是，提供給別人的回調函數，需要根據調用者的要求，聲明調 用約定，舉一個例子來說，在windows中開始一個新的線程。
這時候，可以在函數聲明的語句中，在返回值類型後面插入相關的調用規范 ，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)
如果你是一個.NET用戶(終於，我可以談及一些我們的產品了)，那麼你在 P/Invoke的時候仍然需要調用約定。DllImportAttibute中，有一個字段 CallingConvention，就是對應這個需求生成的。
[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) ;
調用約定的用武之地
看了上面的介紹之後，你可能會想，我們只需要根據文檔上聲明的調用約定 ，在自己的代碼中指定相應的調用約定就可以了。那麼，了解清楚每一個調用約 定的具體內容對我們有什麼幫助呢？
我認為，了解調用約定首先可以幫助我們深入了解函數調用部分的匯編代碼 的原理。有很多時候，錯誤的使用了調用規范是一個很難察覺的bug。
其次，了解調用約定在只擁有公共符號（public symbol）進行調試的時候對 我們幫助很大，公共符號通常只能讓我們觀察到調用棧信息。那麼了解了調用約 定之後，我們至少能利用調用棧找到函數參數，函數返回值等信息。
總結以及下期預告
今天我花費了蠻多筆墨講解調用規范，對於這一系列的主題“調用棧 ”來說，調用規范是一個息息相關的概念。下一次，我將通過一個windbg 調試腳本來觀察遵循stdcall的調用棧，作為這一系列的收尾，敬請期待。
