История соглашений вызова, часть 2

Это перевод The history of calling conventions, part 2. Автор: Реймонд Чен.

Первая часть.

Предварительно: информация ниже будет использована в дальнейшей дискуссии. Ну, здесь приведены не самые подробные детали, но вы можете увидеть объяснение... эммм... это трудно описать. Просто читайте далее.

Любопытно, что только платформы 8086 и x86 имеют несколько соглашений вызова. На всех других платформах есть только одна единственная модель вызова!

Сейчас мы погрузимся в такие мелочи, которые уже никто сегодня не помнит: более не существующие 32-х битные модели вызова.

Общая информация
Все перечисленные ниже процессоры выполнены в RISC-стиле. Это означает, что у них тьма регистров, причём все они равнозначны. Ну, за исключением нулевого регистра, который всегда равен нулю (оказывается, что ноль очень полезно всегда держать наготове в регистре). Любые значения (смысл) регистрам придают только модели вызова.

В духе старинных процессоров, команда "call" хранит адрес возврата в регистре, а не в стеке. Вообще, это хорошо, т.к. официально процессор ничего не знает о "стеке" - это конструкция модели вызова.

Как всегда, регистры или стековая память могут быть использованы для передачи параметров в функцию и возвращаемого значения в регистре, они могут быть свободными или сохраняемыми между вызовами.

Вы можете заметить, что все эти соглашения вызова RISC фактически представляют собой одну и ту же модель: лишнее доказательство, что 8086/x86 - платформа со странностями. Дьявольски популярная платформа со странностями.

Alpha AXP
Платформа Alpha AXP ("AXP" - это ещё один из акронимов, который официально никак не расшифровывается) имела 32 целочисленных регистра, в один из которых был жёстко зашит ноль. Согласно модели вызова, один из регистров был "стековым указателем", другой - возвращаемым значением, и ещё два имели особое назначение, не имеющее отношения к передаче параметров.

Первые шесть параметров передавались в регистрах, а оставшиеся - в стеке. Если функция имела переменное число параметров, то аргументы могли сбрасываться в стек, что позволяло получать к ним доступ как к массиву.

Семь других регистров сохранялись между вызовами, один был возвращаемым значением, а остальные регистры были свободны. 1 нулевой регистр + 1 стековый указатель + 1 адрес возврата + 2 специальных + 6 аргументов + 7 сохраняемых + 1 возвращаемое значение + 13 свободных = всего 32 регистра.

Имена функций на Alpha AXP не декорировались.

MIPS R4000
Первые четыре параметра передавались в регистрах a0, a1, a2 и a3; оставшиеся заносились в стек. Но это ещё не всё: в стеке было четыре "мёртвые зоны" - свободное место, где "могли бы быть" регистры с аргументами, если бы они помещались в стек. Это место использовалось теми функциями, которым нужно было временно сохранять аргументы перед их использованием (также это было полезным и для функций с переменным числом аргументов).

Имена функций на MIPS не декорировались.

PowerPC
Первые восемь параметров передавались в регистрах (от r3 до r10), а адрес возврата управлялся вручную.

Я забыл, что происходило с девятым и последующими параметрами...

Имена функций на PowerPC декорировались добавлением в начало двух точек.

В заключение: у меня нет личного опыта работы с машинами на процессорах MIPS или PPC, поэтому моё обсуждение этих процессоров может быть неточно, но я думаю, что основная идея у нас прозвучала.

Читать далее.