从寄存器看I386和x64位中函数调用中参数传递

x86_64基本使用寄存器存储函数参数，寄存器不够才入栈；

而i386将所有参数保存在栈上，通过gcc的扩展功能__attribute__((regparm()))即可实现部分参数的寄存器传递。

调试语法：

--《深入理解计算机系统(原书第2版)》

代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int v1 = 1;
float v2 = 0.01;

#ifdef FAST
__attribute__((regparm(3)))
#endif
void func(int a, long b, short c, char d, long long e,
          float f, double g, int *h, float *i, char*j)
{
    printf("a: %d, b: %ld, c: %d, d: %c, e: %lld\n"
           "f: %.3e, g: %.3e\nh: %p, i: %p, j: %p\n",
           a, b, c, d, e, f, g, h, i, j);
}

int main(void)
{
   func(100, 35000L, 5, 'A', 123456789LL, 3.14, 2.99792458e8,
        &v1, &v2, "string");

   return EXIT_SUCCESS;
}

 

编译

gcc -g -Wall -o test test.c

启动gdb

(gdb) b * func

说明：break中不加* 使用函数名就无法用于参数确认

不加*，断点就不会设置到汇编语言层级的函数开头

(gdb) r

(gdb) p *(int*)($esp)

在i386上原则上参数全部入栈，取得第一个参数使用esp+4，因为i386架构中栈的开头即esp+0，保存返回地址。

下一个参数f的存储地址要比上一个参数大8个字节，因为i386架构中long long型和double型是8字节

i386寄存器调用

fastcall快速调用:i386像x86_64一样将部分参数放寄存器中。

__attribute__((regparm(3)))使用eax,edx和ecx传递开头3个参数。

修改代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define FAST 1

int v1 = 1;
float v2 = 0.01;

#ifdef FAST
__attribute__((regparm(3)))
#endif
void func(int a, long b, short c, char d, long long e,
          float f, double g, int *h, float *i, char*j)
{
    printf("a: %d, b: %ld, c: %d, d: %c, e: %lld\n"
           "f: %.3e, g: %.3e\nh: %p, i: %p, j: %p\n",
           a, b, c, d, e, f, g, h, i, j);
}

int main(void)
{
   func(100, 35000L, 5, 'A', 123456789LL, 3.14, 2.99792458e8,
        &v1, &v2, "string");

   return EXIT_SUCCESS;
}

第1,2,3个参数a ,b,c放在eax,edx,ecx中。

如果第1个参数为long long类型（64位），那么就会组合使用eax ,edx 等寄存器来传参。

如果第2个参数为long long类型（64位），那么就只有在第一个参数为32位才能寄存器传递。

regparm

GCC中可以使用__attribute__((regparm(n)))指定最多可以使用n个寄存器（eax, edx, ecx）传递参数，n的范围是0~3，超过n时则将参数压入栈中（n=0表示不用寄存器传递参数）。

看下面例子，函数p1约定不使用寄存器传递参数，尽管只有1个参数，仍然将参数压入栈中。

函数p2约定最多可使用3个寄存器传递参数，因为输入参数有4个，所以前三个使用寄存器传递，最后一个压入栈中。

int q = 5;

int t1 = 1;
int t2 = 2;
int t3 = 3;
int t4 = 4;

#define REGPARM3 __attribute((regparm(3)))
#define REGPARM0 __attribute((regparm(0)))

void REGPARM0 p1(int a)
{
q = a + 1;
}

void REGPARM3 p2(int a, int b, int c, int d)
{
q = a + b + c + d + 1;
}

同样的代码我们看64位下的效果