windows - 为什么 Windows64 使用与 x86-64 上的所有其他操作系统不同的调用约定？

Question

AMD 有一个 ABI 规范，描述了在 x86-64 上使用的调用约定。所有操作系统都遵循它，除了具有自己的 x86-64 调用约定的 Windows。为什么？

有谁知道造成这种差异的技术、历史或政治原因，还是纯粹是 NIH 综合症的问题？

我知道不同的操作系统可能对更高级别的东西有不同的需求，但这并不能解释为什么例如 Windows 上的寄存器参数传递顺序是 rcx - rdx - r8 - r9 - rest on stack而其他人使用 rdi - rsi - rdx - rcx - r8 - r9 - rest on stack .

附言我知道这些调用约定通常有何不同，并且如果需要，我知道在哪里可以找到详细信息。我想知道的是为什么。

编辑:有关如何，请参阅例如wikipedia entry和那里的链接。

Answer 1

在 x64 上选择四个参数寄存器 - UN*X/Win64 通用
关于 x86 需要记住的一件事是“reg number”编码的寄存器名称并不明显；在指令编码方面(MOD R/M 字节，参见 http://www.c-jump.com/CIS77/CPU/x86/X77_0060_mod_reg_r_m_byte.htm)，寄存器编号 0...7 是 - 按此顺序 - ?AX , ?CX , ?DX , ?BX , ?SP , ?BP , ?SI , ?DI .
因此，选择 A/C/D (regs 0..2) 作为返回值和前两个参数(这是“经典”32 位 __fastcall 约定)是一个合乎逻辑的选择。就 64 位而言，订购了“更高”的 reg，Microsoft 和 UN*X/Linux 都选择了 R8/R9作为第一批。
牢记这一点，微软选择了 RAX (返回值)和 RCX , RDX , R8 , R9 (arg[0..3]) 是一个可以理解的选择，如果您选择 四 注册参数。
不知道AMD64 UN*X ABI为什么选择RDX之前 RCX .
在 x64 上选择六个参数寄存器 - UN*X 特定
在 RISC 架构上，UN*X 传统上在寄存器中传递参数——特别是对于第一个 六 参数(至少在 PPC、SPARC、MIPS 上是这样)。这可能是 AMD64 (UN*X) ABI 设计人员选择在该架构上也使用六个寄存器的主要原因之一。
所以如果你想要 六 注册来传递参数，选择 RCX 是合乎逻辑的, RDX , R8和 R9对于其中四个，您应该选择另外哪两个？
“更高”的 regs 需要一个额外的指令前缀字节来选择它们，因此有更大的指令大小占用空间，所以如果你有选择，你不会想要选择任何一个。在经典寄存器中，由于 RBP 的隐含含义和 RSP这些不可用，和 RBX传统上对 UN*X(全局偏移表)有特殊用途，AMD64 ABI 设计人员似乎不想不必要地与它不兼容。
因此，唯一的选择是RSI/RDI .
所以如果你非得拿RSI/RDI作为参数寄存器，它们应该是哪些参数？
制作它们 arg[0]和 arg[1]有一些优点。见 cHao 的评论。?SI和 ?DI是字符串指令源/目标操作数，正如 cHao 提到的，它们用作参数寄存器意味着使用 AMD64 UN*X 调用约定，最简单的可能 strcpy()例如，函数只包含两条​​ CPU 指令 repz movsb; ret因为源/目标地址已被调用者放入正确的寄存器中。尤其是在低级和编译器生成的“胶水”代码中(例如，一些 C++ 堆分配器在构造时对对象进行零填充，或者 sbrk() 上的内核零填充堆页面，或复制-write pagefaults)大量的块复制/填充，因此它对于经常用于保存两个或三个 CPU 指令的代码非常有用，否则这些指令会将此类源/目标地址参数加载到“正确”寄存器中。
因此，在某种程度上，UN*X 和 Win64 的不同之处仅在于 UN*X 在有意选择的 RSI 中“前置”了两个额外的参数。/RDI寄存器，到 RCX 中四个参数的自然选择, RDX , R8和 R9 .
除此之外...
UN*X 和 Windows x64 ABI 之间的区别不仅仅是参数到特定寄存器的映射。有关 Win64 的概述，请检查:
http://msdn.microsoft.com/en-us/library/7kcdt6fy.aspx
Win64 和 AMD64 UN*X 在堆栈空间的使用方式上也有显着不同；例如，在 Win64 上，即使 args 0...3 在寄存器中传递，调用者也必须为函数参数分配堆栈空间。另一方面，在 UN*X 上，如果叶函数(即不调用其他函数的函数)需要的堆栈空间不超过 128 字节(是的，您拥有并可以使用它)甚至根本不需要分配堆栈空间一定数量的堆栈而不分配它......好吧，除非你是内核代码，一个漂亮的错误的来源)。所有这些都是特定的优化选择，其中大部分理由在原始发布者的维基百科引用指向的完整 ABI 引用中进行了解释。