《UEFI内核导读》UEFI Application Binary Interface （ABI）简介

UEFIABI与编译器调用约定详解,

原创已于 2023-01-09 21:07:43 修改 · 1.6k 阅读

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于 2023-01-09 20:34:16 首次发布

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文章详细阐述了UEFI(统一可扩展固件接口)在不同CPU架构和编译器下的调用约定，如MSVC/x86和x64下的差异。EFIABI规定了如何声明和使用UEFI标准API，以及C语言中的cdecl调用约定。在x86平台上，参数通常通过栈传递，而在x64平台，前五个参数使用寄存器，其余的才使用栈。文中通过示例展示了在汇编级别如何实现这些调用约定。

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UEFI根据CPU体系结构和编译器的不同有着不同的“调用约定”统称之为“EFI ABI”。以MSVC和x86/x64举例来说，默认MSVC/x86使用 “C标准cdecl”，MSVC/x64使用“MSVC x64 ABI”。Gcc/x86使用“C标准cdecl”，Gcc/x64支持原生的“EFI ABI”。具体来说我们需要在调用到UEFI标准API或接口的函数前面使用 “EFIAPI”进行声明，在EFI应用或驱动内部可以不使用。

C Declaration的缩写（使用__cdecl编译参数），表示C语言默认的函数调用方法,所有参数从右到左依次入栈，这些参数由调用者清除，称为手动清栈。被调用函数不会要求调用者传递多少参数，调用者传递过多或者过少的参数，甚至完全不同的参数都不会产生编译阶段的错误，支持可变参数的函数。

修饰名(Decoration name)："C"或者"C++"函数在内部（编译和链接）通过修饰名识别。因被调用函数不会要求调用者传递参数数量，cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀，如，原函数为function(int a, int b)，输出格式为_function。

对于EFI ABI/MSVC/x86编译器，如果ESI, EDI, EBX, EBP被调用者用到，就会被调用者自动保存并恢复。EAX用来返回32/16/8bit函数返回值，EDX:EAX用来返回8字节的结构体，其他的类型使用EAX返回其指针。

对于EFI ABI/MSVC/x64编译器，有类似的机制，区别在于使用不同的寄存器来传递参数和返回值。前5个参数使用寄存器传递，从第五个开始使用堆栈传递，例如，拥有5个整形参数的函数function (int a, int b, int c, int d, int e, int f);其规则是a in RCX, b in RDX, c in R8, d in R9, f then e pushed on stack，其他类型的参数根据参数类型不同其传递方式稍有不同，如下表。

例：

【MSVC/x86】

该函数输入参数为一个32bit的整形，输出32bit的整形，功能是往Dr0寄存器写入一个32bit的整形值，以EFIAPI声明该函数使用cdecl调用约定，函数的32bit整形实参被压栈到esp+4的位置，通过mov指令读取，进而写入到dr0寄存器。函数返回值通过eax传递。调用AsmWriteDr0()函数的函数负责堆栈平衡。

;------------------------------------------------------------------------------

; UINTN

; EFIAPI

; AsmWriteDr0 (

; IN UINTN Value

; );

;------------------------------------------------------------------------------

global ASM_PFX(AsmWriteDr0)

ASM_PFX(AsmWriteDr0):

mov eax, [esp + 4]

mov dr0, eax

ret

【MSVC/x64】

该函数输入参数为一个64bit的整形，输出64bit的整形，功能是往Dr0寄存器写入一个64bit的整形值（高位被硬件忽略），以EFIAPI声明该函数使用“MSVC x64 ABI” 调用约定。函数的64bit整形实参被传递到rcx寄存器，而不是通过堆栈来传递，同样函数返回值通过rax传递。调用AsmWriteDr0()函数的函数负责堆栈平衡。