函数是任何一门高级语言中必须要存在的，使用函数式编程可以让程序可读性更高，充分发挥了模块化设计思想的精髓，今天我将带大家一起来探索函数的实现机理，探索编译器到底是如何对函数这个关键字进行实现的，并使用汇编语言模拟实现函数编程中的参数传递调用规范等。
说到函数我们必须要提起调用约定这个名词，而调用约定离不开栈的支持，栈在内存中是一块特殊的存储空间，遵循先进后出原则，使用push与pop指令对栈空间执行数据压入和弹出操作。栈结构在内存中占用一段连续存储空间，通过esp与ebp这两个栈指针寄存器来保存当前栈起始地址与结束地址，每4个字节保存一个数据。
一般编译器实现调用调用约定无外乎以下这几种:
- CDECL：C/C++默认的调用约定，调用方平栈，不定参数的函数可以使用，参数通过堆栈传递.
- STDCALL：被调方平栈，不定参数的函数无法使用，参数默认全部通过堆栈传递.
- FASTCALL32：被调方平栈，不定参数的函数无法使用，前两个参数放入(ECX, EDX),剩下的参数压栈保存.
- FASTCALL64：被调方平栈，不定参数的函数无法使用，前四个参数放入(RCX, RDX, R8, R9),剩下的参数压栈保存.
- System V：类Linux系统默认约定，前八个参数放入(RDI,RSI, RDX, RCX, R8, R9),剩下的参数压栈保存.
当栈顶指针esp小于栈底指针ebp时，就形成了栈帧，栈帧中可以寻址的数据有局部变量，函数返回地址，函数参数等。不同的两次函数调用，所形成的栈帧也不相同，当由一个函数进入另一个函数时，就会针对调用的函数开辟出其所需的栈空间，形成此函数的独有栈帧，而当调用结束时，则清除掉它所使用的栈空间，关闭栈帧，该过程通俗的讲叫做栈平衡。而如果栈在使用结束后没有恢复或过度恢复，则会造成栈的上溢或下溢，给程序带来致命错误。
cdecl 调用者平栈: cdecl是C/C++默认调用约定，该调用方式在函数内不进行任何平衡参数操作，而是在退出函数后对esp执行加4操作，从而实现栈平衡。
该约定会采用复写传播优化，将每次参数平衡的操作进行归并，在函数结束后一次性平衡栈顶指针esp，且不定参数函数可使用此约定。
stdcall 被调用者平栈: stdcall与cdecl只在参数平衡上有所不同，其余部分都一样，但该约定不定参数函数无法使用。
cdecl调用方式的函数在同一作用域内多次被调用，会在效率上比stdcall高一些，因为它可以使用复写传播优化，而stdcall在函数内平衡栈，无法使用复写传播优化。
fastcall 被调用者平栈: fastcall效率最高，它可利用寄存器传递参数，一般前两个或前四个参数用寄存器传递，其余参数传递则转换为栈传递，此约定不定参数函数无法使用。
对于32位来说使用ecx,edx传递前两个参数，后面的用堆栈传递。
对于64位则会使用RCX,RDX,R8,R9传递前四个参数，后面的用堆栈传递。
使用esp寻址： 在O2编译器选项中，为了提高程序执行效率，只要栈顶是稳定的，就可以不再使用ebp指针，而是利用esp指针直接访问局部变量，这样可节省一个寄存器资源。
如下一段汇编代码，我们找到当前ESP基地址。
可以看到，esp+18就是第一个传入参数，那么程序在编译时，其实已经算出来了。
使用esp寻址后，不必每次进入函数后都调整栈底ebp，从而减少了ebp的使用，因此可以有效提升程序执行效率。
但每次访问都需要计算，如果在函数执行过程中esp发生了变化，再次访问变量就需要重新计算偏移了。
参考文献：《C++反汇编与逆向分析技术揭秘》
版权声明：本博客文章与代码均为学习时整理的笔记，文章 [均为原创] 作品，转载请 [添加出处] ，您添加出处是我创作的动力！
