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C言語系/呼び出し規約/x86/fastcall (v3)

C言語系/呼び出し規約/x86/fastcall (v3)

C言語系 / 呼び出し規約 / x86 / fastcall (v3)
id: 618 所有者: msakamoto-sf    作成日: 2010-03-17 10:32:13
カテゴリ: Assembler C言語 UNIX Windows 

__fastcall呼び出し規約：

  • 一部の引数はレジスタ経由で渡される。
    • 残りの引数はスタック上にPUSHする。(主に右から左へPUSH)
  • (スタック渡しの引数がある場合は)関数(callee)側でスタックをクリーンアップする。
    • アセンブラレベルではRET imm16命令を使って、戻る時にスタックポインタを"imm16"バイト分だけ戻す。つまり、"imm16"バイト分だけSPが増える(x86ではスタックはアドレスの小さい方へ進んでいくので、「戻る」＝SPのアドレス値は大きくなる)。
  • Borland C++ Compilerにおいて、Delphi互換の "__fastcall" と Microsoft互換の "__msfastcall" の二種類がある点に注意すること。("__fastcall"と"__msfastcall"との間には互換性は無い。)

サンプルコード

callee.c (呼ばれる関数側)

int foo1(int a) { return a * 2; }
int foo2(int a, int b) { return a + b; }
int foo3(int a, int b, int c) { return a + b + c; }
int foo4(int a, int b, int c, int d) { return a + b + c + d; }

caller.c (呼ぶ main() 側)

#include <stdio.h>
 
extern int foo1(int a);
extern int foo2(int a, int b);
extern int foo3(int a, int b, int c);
extern int foo4(int a, int b, int c, int d);
 
int __cdecl main(int argc, char *argv[])
{
    printf("foo1() = %d\n", foo1(10));
    printf("foo2() = %d\n", foo2(10, 20));
    printf("foo3() = %d\n", foo3(10, 20, 30));
    printf("foo4() = %d\n", foo4(10, 20, 30, 40));
    return 0;
}

VC++2008 Express Edtion

指定方法 
int __fastcall foobar();
typedef int (__fastcall *ptr)();
コンパイラオプション
"/Gr"
装飾名
"@" + 関数名 + "@" + 引数のバイト数 (レジスタ渡しのバイト数 + スタックにPUSHされたバイト数)
特記事項
  • 2つまでの引数はレジスタ経由(ECX, EDX)で渡される。
  • 3つめ以降の引数はスタック上にPUSHする。(右から左へPUSH)

コンパイル＆リンク＆実行 

> cl /FAs /TC /Od /nologo /c /Gr /Focallee_fastcall.obj callee.c
> cl /FAs /TC /Od /nologo /c /Gr /Focaller_fastcall.obj caller.c
> link /SUBSYSTEM:CONSOLE /NOLOGO /OUT:fastcall.exe caller_fastcall.obj callee_fastcall.obj
> fastcall.exe
foo1() = 20
foo2() = 30
foo3() = 60
foo4() = 100

callee.c のアセンブラ出力(callee.asm)

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 15.00.30729.01 

	TITLE	C:\in_vitro\c\calling_conventions\callee.c
	.686P
	.XMM
	include listing.inc
	.model	flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

PUBLIC	@foo1@4
; Function compile flags: /Odtp
; File c:\in_vitro\c\calling_conventions\callee.c
_TEXT	SEGMENT
_a$ = -4						; size = 4
@foo1@4	PROC
; _a$ = ecx

; 1    : int foo1(int a) { return a * 2; }

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	push	ecx
	mov	DWORD PTR _a$[ebp], ecx
	mov	eax, DWORD PTR _a$[ebp]
	shl	eax, 1
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	0
@foo1@4	ENDP
_TEXT	ENDS
PUBLIC	@foo2@8
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT	SEGMENT
_b$ = -8						; size = 4
_a$ = -4						; size = 4
@foo2@8	PROC
; _a$ = ecx
; _b$ = edx

; 2    : int foo2(int a, int b) { return a + b; }

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	sub	esp, 8
	mov	DWORD PTR _b$[ebp], edx
	mov	DWORD PTR _a$[ebp], ecx
	mov	eax, DWORD PTR _a$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _b$[ebp]
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	0
@foo2@8	ENDP
_TEXT	ENDS
PUBLIC	@foo3@12
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT	SEGMENT
_b$ = -8						; size = 4
_a$ = -4						; size = 4
_c$ = 8							; size = 4
@foo3@12 PROC
; _a$ = ecx
; _b$ = edx

; 3    : int foo3(int a, int b, int c) { return a + b + c; }

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	sub	esp, 8
	mov	DWORD PTR _b$[ebp], edx
	mov	DWORD PTR _a$[ebp], ecx
	mov	eax, DWORD PTR _a$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _b$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _c$[ebp]
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	4
@foo3@12 ENDP
_TEXT	ENDS
PUBLIC	@foo4@16
; Function compile flags: /Odtp
_TEXT	SEGMENT
_b$ = -8						; size = 4
_a$ = -4						; size = 4
_c$ = 8							; size = 4
_d$ = 12						; size = 4
@foo4@16 PROC
; _a$ = ecx
; _b$ = edx

; 4    : int foo4(int a, int b, int c, int d) { return a + b + c + d; }

	push	ebp
	mov	ebp, esp
	sub	esp, 8
	mov	DWORD PTR _b$[ebp], edx
	mov	DWORD PTR _a$[ebp], ecx
	mov	eax, DWORD PTR _a$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _b$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _c$[ebp]
	add	eax, DWORD PTR _d$[ebp]
	mov	esp, ebp
	pop	ebp
	ret	8
@foo4@16 ENDP
_TEXT	ENDS
END

caller.cのアセンブラ出力(caller.asm)

; Listing generated by Microsoft (R) Optimizing Compiler Version 15.00.30729.01 

	TITLE	C:\in_vitro\c\calling_conventions\caller.c
	.686P
	.XMM
	include listing.inc
	.model	flat

INCLUDELIB LIBCMT
INCLUDELIB OLDNAMES

_DATA	SEGMENT
$SG2496	DB	'foo1() = %d', 0aH, 00H
	ORG $+3
$SG2497	DB	'foo2() = %d', 0aH, 00H
	ORG $+3
$SG2498	DB	'foo3() = %d', 0aH, 00H
	ORG $+3
$SG2499	DB	'foo4() = %d', 0aH, 00H
_DATA	ENDS
PUBLIC	_main
EXTRN	@foo4@16:PROC
EXTRN	@foo3@12:PROC
EXTRN	@foo2@8:PROC
EXTRN	_printf:PROC
EXTRN	@foo1@4:PROC
; Function compile flags: /Odtp
; File c:\in_vitro\c\calling_conventions\caller.c
_TEXT	SEGMENT
_argc$ = 8						; size = 4
_argv$ = 12						; size = 4
_main	PROC

; 9    : {

	push	ebp
	mov	ebp, esp

; 10   : 	printf("foo1() = %d\n", foo1(10));

	mov	ecx, 10					; 0000000aH
	call	@foo1@4
	push	eax
	push	OFFSET $SG2496
	call	_printf
	add	esp, 8

; 11   : 	printf("foo2() = %d\n", foo2(10, 20));

	mov	edx, 20					; 00000014H
	mov	ecx, 10					; 0000000aH
	call	@foo2@8
	push	eax
	push	OFFSET $SG2497
	call	_printf
	add	esp, 8

; 12   : 	printf("foo3() = %d\n", foo3(10, 20, 30));

	push	30					; 0000001eH
	mov	edx, 20					; 00000014H
	mov	ecx, 10					; 0000000aH
	call	@foo3@12
	push	eax
	push	OFFSET $SG2498
	call	_printf
	add	esp, 8

; 13   : 	printf("foo4() = %d\n", foo4(10, 20, 30, 40));

	push	40					; 00000028H
	push	30					; 0000001eH
	mov	edx, 20					; 00000014H
	mov	ecx, 10					; 0000000aH
	call	@foo4@16
	push	eax
	push	OFFSET $SG2499
	call	_printf
	add	esp, 8

; 14   : 	return 0;

	xor	eax, eax

; 15   : }

	pop	ebp
	ret	0
_main	ENDP
_TEXT	ENDS
END

Borland C++ Compiler (Delphi "register"呼び出し規約互換の "__fastcall")

指定方法 
int __fastcall foobar();
typedef int (__fastcall *ptr)();
コンパイラオプション
"-pr"
装飾名
"@" + 関数名
特記事項
  • 左から3つめ引数は左から順に EAX, EDX, ECX レジスタ経由で渡される。
  • 左から4つめ以降の引数はスタック上にPUSHする。(左から右へPUSH)

アセンブラコードを生成 

> bcc32 -Od -pr -S callee.c
> bcc32 -Od -pr -S caller.c

コンパイル＆リンク＆実行 

> bcc32 -Od -pr -c -ocallee_fastcall.obj callee.c
> bcc32 -Od -pr -c -ocaller_fastcall.obj caller.c
> ilink32 /c /ap /Tpe c0x32 caller_fastcall callee_fastcall, fastcall, , cw32 import32
> fastcall.exe
foo1() = 20
foo2() = 30
foo3() = 60
foo4() = 100

callee.c のアセンブラ出力(callee.asm)

	.386p
	ifdef ??version
	if    ??version GT 500H
	.mmx
	endif
	endif
	model flat
	ifndef	??version
	?debug	macro
	endm
	endif
	?debug	S "callee.c"
	?debug	T "callee.c"
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
_TEXT	ends
_DATA	segment dword public use32 'DATA'
_DATA	ends
_BSS	segment dword public use32 'BSS'
_BSS	ends
DGROUP	group	_BSS,_DATA
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
@foo1	proc	near
?live1@0:
   ;	
   ;	int foo1(int a) { return a * 2; }
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
	push      ecx
	mov       dword ptr [ebp-4],eax
@1:
	mov       eax,dword ptr [ebp-4]
	add       eax,eax
@3:
@2:
	pop       ecx
	pop       ebp
	ret 
@foo1	endp
@foo2	proc	near
?live1@32:
   ;	
   ;	int foo2(int a, int b) { return a + b; }
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
	add       esp,-8
	mov       dword ptr [ebp-8],edx
	mov       dword ptr [ebp-4],eax
@4:
	mov       eax,dword ptr [ebp-4]
	add       eax,dword ptr [ebp-8]
@6:
@5:
	pop       ecx
	pop       ecx
	pop       ebp
	ret 
@foo2	endp
@foo3	proc	near
?live1@64:
   ;	
   ;	int foo3(int a, int b, int c) { return a + b + c; }
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
	add       esp,-12
	mov       dword ptr [ebp-12],ecx
	mov       dword ptr [ebp-8],edx
	mov       dword ptr [ebp-4],eax
@7:
	mov       eax,dword ptr [ebp-4]
	add       eax,dword ptr [ebp-8]
	add       eax,dword ptr [ebp-12]
@9:
@8:
	mov       esp,ebp
	pop       ebp
	ret 
@foo3	endp
@foo4	proc	near
?live1@96:
   ;	
   ;	int foo4(int a, int b, int c, int d) { return a + b + c + d; }
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
	add       esp,-12
	mov       dword ptr [ebp-12],ecx
	mov       dword ptr [ebp-8],edx
	mov       dword ptr [ebp-4],eax
@10:
	mov       eax,dword ptr [ebp-4]
	add       eax,dword ptr [ebp-8]
	add       eax,dword ptr [ebp-12]
	add       eax,dword ptr [ebp+8]
@12:
@11:
	mov       esp,ebp
	pop       ebp
	ret       4
@foo4	endp
_TEXT	ends
	public	@foo1
	public	@foo2
	public	@foo3
	public	@foo4
	?debug	D "callee.c" 15473 24064
	end

caller.cのアセンブラ出力(caller.asm)

	.386p
	ifdef ??version
	if    ??version GT 500H
	.mmx
	endif
	endif
	model flat
	ifndef	??version
	?debug	macro
	endm
	endif
	?debug	S "caller.c"
	?debug	T "caller.c"
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
_TEXT	ends
_DATA	segment dword public use32 'DATA'
_DATA	ends
_BSS	segment dword public use32 'BSS'
_BSS	ends
DGROUP	group	_BSS,_DATA
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
_main	proc	near
?live1@0:
   ;	
   ;	int __cdecl main(int argc, char *argv[])
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
   ;	
   ;	{
   ;		printf("foo1() = %d\n", foo1(10));
   ;	
@1:
	mov       eax,10
	call      @foo1
	push      eax
	push      offset s@
	call      _printf
	add       esp,8
   ;	
   ;		printf("foo2() = %d\n", foo2(10, 20));
   ;	
	mov       edx,20
	mov       eax,10
	call      @foo2
	push      eax
	push      offset s@+13
	call      _printf
	add       esp,8
   ;	
   ;		printf("foo3() = %d\n", foo3(10, 20, 30));
   ;	
	mov       ecx,30
	mov       edx,20
	mov       eax,10
	call      @foo3
	push      eax
	push      offset s@+26
	call      _printf
	add       esp,8
   ;	
   ;		printf("foo4() = %d\n", foo4(10, 20, 30, 40));
   ;	
	push      40
	mov       ecx,30
	mov       edx,20
	mov       eax,10
	call      @foo4
	push      eax
	push      offset s@+39
	call      _printf
	add       esp,8
   ;	
   ;		return 0;
   ;	
	xor       eax,eax
   ;	
   ;	}
   ;	
@3:
@2:
	pop       ebp
	ret 
_main	endp
_TEXT	ends
_DATA	segment dword public use32 'DATA'
s@	label	byte
	;	s@+0:
	db	"foo1() = %d",10,0
	;	s@+13:
	db	"foo2() = %d",10,0
	;	s@+26:
	db	"foo3() = %d",10,0
	;	s@+39:
	db	"foo4() = %d",10,0
	align	4
_DATA	ends
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
_TEXT	ends
	public	_main
 extrn   __setargv__:near
 extrn   _printf:near
 extrn   @foo1:near
 extrn   @foo2:near
 extrn   @foo3:near
 extrn   @foo4:near
	?debug	D "C:\in_vitro\apps\borland\bcc55\include\_nfile.h" 10339 10240
	?debug	D "C:\in_vitro\apps\borland\bcc55\include\_null.h" 10339 10240
	?debug	D "C:\in_vitro\apps\borland\bcc55\include\_defs.h" 10339 10240
	?debug	D "C:\in_vitro\apps\borland\bcc55\include\_stddef.h" 10339 10240
	?debug	D "C:\in_vitro\apps\borland\bcc55\include\stdio.h" 10339 10240
	?debug	D "caller.c" 15473 24232
	end

4つめ以降の引数が「左から右に」スタックにPUSHされる事を確認

  • foo.c
int CALLINGCONV foo(int a, int b, int c, int d, int e)
{ return a + b + c + d + e; }
int bar() {
	return foo(10, 20, 30, 40, 50);
}

アセンブラコードを生成 

>bcc32 -S -DCALLINGCONV=__fastcall foo.c

foo.asmのfoo()呼び出し部分を見てみると次のようになっている。 

push      40
push      50
mov       ecx,30
mov       edx,20
mov       eax,10
call      @foo

順番を変えれば、「左→右」に EAX, EDX, ECX, スタックの順に詰まれていくのが分かる。 

mov       eax,10
mov       edx,20
mov       ecx,30
push      40
push      50
call      @foo

foo.asm全体: 

	.386p
	ifdef ??version
	if    ??version GT 500H
	.mmx
	endif
	endif
	model flat
	ifndef	??version
	?debug	macro
	endm
	endif
	?debug	S "foo.c"
	?debug	T "foo.c"
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
_TEXT	ends
_DATA	segment dword public use32 'DATA'
_DATA	ends
_BSS	segment dword public use32 'BSS'
_BSS	ends
DGROUP	group	_BSS,_DATA
_TEXT	segment dword public use32 'CODE'
@foo	proc	near
?live1@0:
   ;	
   ;	int CALLINGCONV foo(int a, int b, int c, int d, int e) { return a + b + c + d + e; }
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
@1:
	add       edx,eax
	add       ecx,edx
	add       ecx,dword ptr [ebp+12]
	add       ecx,dword ptr [ebp+8]
	mov       eax,ecx
@3:
@2:
	pop       ebp
	ret       8
@foo	endp
_bar	proc	near
?live1@32:
   ;	
   ;	int bar() {
   ;	
	push      ebp
	mov       ebp,esp
   ;	
   ;		return foo(10, 20, 30, 40, 50);
   ;	
@4:
	push      40
	push      50
	mov       ecx,30
	mov       edx,20
	mov       eax,10
	call      @foo
   ;	
   ;	}
   ;	
@6:
@5:
	pop       ebp
	ret 
_bar	endp
_TEXT	ends
	public	@foo
	public	_bar
	?debug	D "foo.c" 15473 33047
	end

Borland C++ Compiler (Microsoft互換の "__msfastcall")

MinGW/MSYS

OpenWatcom Compiler(16bit)

OpenWatcom Compiler(32bit)

Turbo C++ 4.0J

GCC4.1.2 + binutils-2.7.50.0.6 (CentOS5.2)


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表示中のバージョン : 3
現在のバージョン : 8
更新者: msakamoto-sf
更新日: 2010-03-19 17:07:07
md5:890cc7c3764e52c23c781dbd0a653d64
sha1:a8d4a5daab6e388dff47eacd4693f0981472bb7a
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