fastcall, thiscall, cdecl, stdcall 调用约定

调用约定规定了函数参数如何传递、栈如何管理以及函数调用后栈的清理方式。常见的调用约定包括fastcall、thiscall、cdecl、stdcall，它们在不同平台和架构下的实现方式有所不同。
特别说明,不同cpu,编译器架构调用约定不一样,下面只适用 x86_64 CPU架构 和 MSVC编译器

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fastcall

fastcall 是一种优化的调用约定，旨在减少栈操作，加快函数调用的速度。不同平台下的实现差异主要体现在寄存器的使用上。

符号名

• C: @funcName@paramSize
• C++: 较为复杂, 一般和C相比funcName变为_Z后面跟函数名长度和函数名, 遍历命名空间和类也是长度加名字, 再跟参数类型, 不需要特别记忆, 导出一般用extern C
  • 详细信息: http://web.mit.edu/tibbetts/Public/inside-c/www/mangling.html
  • 例如: @fun1@0
  • 变为: @_Z4fun1v@0
    • 返回类型void用v表示

32位系统（x86架构）

• 参数传递： 前两个函数参数通过ECX和EDX寄存器传递。
  • 第一个参数传递到ECX。
  • 第二个参数传递到EDX。
• 栈传递： 第三个及后续参数通过栈从右到左依次传递。
• 栈清理： 调用者负责清理栈。

这种方式减少了栈操作，提升了性能，特别适用于传递少量参数的函数调用。

64位系统（x64架构）

在x64架构下，fastcall已成为默认调用约定，优化寄存器的使用：

• 整数和指针参数传递： 前四个参数分别通过RCX、RDX、R8、R9寄存器传递。
• 浮点参数传递： 浮点数类型参数通过XMM0至XMM3寄存器传递。
• 栈传递： 超过四个参数则通过栈传递。
• 栈清理： 被调用者负责清理栈，栈帧必须保持16字节对齐，以支持SSE和AVX指令集。

区别总结

• 32位： 使用ECX和EDX传递前两个参数，栈清理由调用者完成。
• 64位： 使用RCX、RDX等寄存器传递前四个参数，栈清理由被调用者完成，且需要保持16字节对齐。

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thiscall

thiscall 是 C++ 类的非静态成员函数的专用调用约定，它用于传递类的this指针。根据不同的系统架构，thiscall的实现有所不同。

符号名

• C: _funcName
• C++: 略…

32位系统

• this传递： this指针通过ECX寄存器传递。
• 其余参数： 通过栈传递，类似于其他调用约定。

64位系统

• 标准调用约定： 在64位系统中，不再有单独的thiscall调用约定。this指针会使用标准的寄存器传递，通常是RCX，根据默认的64位调用规则处理。

特性总结

thiscall 是用于非静态成员函数的调用约定，this指针被隐式传递给成员函数。32位系统中使用ECX寄存器传递，而64位系统中则采用统一的调用规则，不再单独定义thiscall。

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cdecl

cdecl 是C语言和C++中最常见的调用约定，几乎所有函数默认都会使用此约定。

符号名

• C: _funcName
• C++: 略…

特性

• 参数传递： 所有参数通过栈从右到左依次入栈。
• 栈清理： 调用者负责清理栈。

这是最常见的调用约定，适用于大多数平台和编译器。调用者清理栈使得它在支持可变参数函数（如printf）时表现良好。

示例

int __cdecl python_rocks(int one, int two, int three);

对应的汇编代码：

push three
push two
push one
call python_rocks
add esp, 12

stdcall

stdcall 是 Windows API 的默认调用约定，专为减少函数调用的复杂性设计。

符号名

• C: _funcName@paramSize
• C++: 略…

特性

• 参数传递： 所有参数通过栈从右到左传递。
• 栈清理： 由被调用者负责清理栈，而非调用者。

stdcall 在 Windows 平台上广泛使用，简化了调用者的责任，使代码更加简洁。

示例

int __stdcall python_rocks(int one, int two, int three);

对应的汇编代码：

push three
push two
push one
call python_rocks
;; 被调用者清理栈
ret 12

MSDN x64 ABI 约定概述

具体可以参考MSDN:
在64位系统上，MSDN ABI 调用约定规定了参数通过寄存器传递的方式和栈帧对齐规则。遵循这些规则可提高代码的跨平台兼容性和性能。

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总结

调用约定定义了函数调用过程中参数传递和栈管理的方式。在32位和64位系统之间，这些约定存在显著差异。fastcall和thiscall在不同平台下的寄存器利用有所不同，cdecl 和 stdcall 则在栈清理方式上有所差异。了解这些约定对编写高效、跨平台的代码至关重要。