结构体在汇编中如何作为参数传递

Question

结构体在汇编中如何作为参数传递？

由于结构体的大小通常比较大，个别字段是否按顺序依次传递？

如果是，它们是否像普通参数一样按相反的顺序传递？

cdecl和stdcall之间是否有任何差异？

- Computermatronic

---

这是 x86 还是 x86_64，你使用的汇编器是什么？ - David C. Rankin

这只是标准的x86，虽然我对x86_64很好奇？ - Computermatronic

区别在于两者之间的调用约定不同，其中 x86_64 通过寄存器传递，前六个整数参数（从左至右）依次为 RDI、RSI、RDX、RCX、R8 和 R9。而 x86 则是按相反顺序传递到堆栈中。我手头上没有非标准类型大小结构的答案，我会稍微查一下。 - David C. Rankin

显然结构体是通过引用（指针）传递的，而且它是与编译器相关的，无论是在 EAX/AX 中传递还是在堆栈上传递。 显然，由于创建了非线程安全条件，大多数编译器不会遵循关于类和结构体的调用约定。 这是一个链接，讨论了gcc和visual c++之间的差异X86汇编/高级语言。 它包含进一步的维基百科链接等。 - David C. Rankin

你可以尝试添加一个你正在思考的代码段的示例... 你是在询问C结构体和数组，还是其他什么东西？ - hyde

你也可以澄清一下，如果你的确想要“像在C语言中传递结构体一样通过值传递结构体”，还是指“以任何方式传递结构体，包括显式地传递C结构体指针”。 - hyde

Answer 1

在汇编语言中，只要调用者和被调用者在协商的情况下，你可以按任何方式传递参数。

将参数放在堆栈上，将指向它们的指针放在堆栈上，将它们放入寄存器中，将它们存储在固定的内存位置中，都由你决定。我曾见过某些参数通过寄存器传递，而其他参数则通过堆栈或引用传递。

你如何转移控制权也由你决定。执行“call”指令或软件中断。旧的PDP-10体系结构有五种不同的调用子程序的方法，你需要知道使用哪一种。IBM-360架构也有许多方法。

（你想看疯狂的事吗？阅读著名的中断列表，其中包含了可用于286体系结构的所有已知软件中断调用的集合。你在MS-DOS下安装的几乎每个软件都会为此添加一些新的软件中断，并且它们都有自己的调用约定，其中许多发生了冲突。）

总的来说，最好的方法是找出其他程序员正在做什么，然后也这样做。或者详细记录你的函数，以便用户知道如何调用它。

---

现在，如果你的汇编语言将调用或被其他语言（如C、C++、Fortran等）调用，则需要研究由语言设计师制定的标准调用约定，这些约定通常也取决于架构。例如，在32位x86中的C语言要求参数通过堆栈传递，而在Sparc中，最多可以将五个参数传递到寄存器中，超过五个的参数则放在堆栈上。

至于结构体，C标准要求将其解包，并将各个元素作为单独的参数传递，由被调用者重新组装成结构体。如果结构非常大，则这可能会极其浪费空间，因此最好传递指向结构体的指针。

如果函数返回结构体，则调用者分配空间来接收它，并将指向该空间的指针作为“秘密”参数传递给函数。

数组始终作为指针传递。

对于Fortran，所有内容都是按引用传递的，这意味着值可以返回给任何参数。即使常量也会被放置在某个内存中，对它们的指针也会传递给所调用的子程序。（这样就可能意外更改常量的值。）

- Edward Falk

Answer 2

在大多数情况下，结构体作为指向结构体开头的指针传递。

然后，函数将此指针加载到某个寄存器中，并通过它们的偏移地址来访问结构体的字段。

- johnfound

---

只是为了澄清：这是汇编中可能的一种方法（也是我推荐的方法）。这不是C语言的做法；C语言会将整个结构体塞进管道。在C语言中，最好传递指向结构体的指针而不是结构体本身。 - Edward Falk

@EdwardFalk：有趣的一点是：C ABI 通常通过引用返回大型结构体（将指针作为隐藏的第一个参数传递）。 - Peter Cordes

我们现在谈论的是汇编语言，对于汇编语言而言，你可以做任何你想做的事情，但我描述的是最自然的方式。 - johnfound

Answer 3

结构体（如数组）是通过引用传递的，因此作为参数时它们只是一个32位的参数（指向第一个结构体成员的指针），并且在使用cdecl和stdcall调用约定时，该指针会被推入堆栈。

如果你通过值传递数据结构，这意味着你必须将结构体的每个成员都推入堆栈给被调用者，这对性能有很大影响 - 尤其是对于大型结构体。

myarray dword 300 dup(?)
push offset myarray

现在这个数组已经通过引用推入（第一个成员的指针）。

- the accountant

---

请注意，C确实将结构体作为值传递（实际上C将所有东西都视为按值传递，因为甚至数组也被认为是衰减到指针，然后按值传递），因此该函数无法修改原始数据结构。 - hyde

错误。结构体永远不会通过引用传递；这样做完全违背了使用显式指向结构体的指针（或C++引用）的目的。就像hyde所说，你实际上从来没有“传递”一个数组，只有一个指向其第一个成员的指针。这是数组的一个怪癖，不适用于其他任何东西。如果您看到其他情况，可能是由您的编译器引入的优化，它注意到可以在不破坏语言语义的情况下完成它。 - Martin

@Martin：当C通过值传递结构体时，Windows x64会通过隐藏引用来传递它们。https://godbolt.org/z/hnxdTa。（请注意，它会复制命名本地变量以便参数指向它，因为调用者“拥有”该内存。这是一个未优化的问题，因为调用者的副本在调用后就无效了，它可以让被调用者销毁它，并且没有其他线程引用它。）所以无论如何，它都不是对调用者原始对象的引用，我想这是你的观点。其他调用约定（如x86-64 System V）将整个结构体复制到堆栈中。 - Peter Cordes