x86 函数必须保留哪些寄存器？

Question

我正在用 x86 程序集编写一个可以从 c 代码调用的函数，我想知道在返回调用者之前必须恢复哪些寄存器。

目前我只恢复esp和ebp，而返回值在eax中。

还有其他我应该关注的寄存器吗，或者我可以在其中留下任何我喜欢的东西吗？

Answer 1

使用Microsoft's 32 bit ABI（cdecl 或stdcall 或其他调用约定）、EAX、EDX 和ECX 是临时寄存器（调用被破坏）。其他通用整数寄存器是调用保留的。

EFLAGS 中的条件代码是调用破坏的。调用/返回时需要 DF=0，因此您可以先使用 rep movsb 而无需 cld。 x87 堆栈在调用时或从不返回 FP 值的函数返回时必须为空。 （FP 返回值进入st0，x87 堆栈除此之外为空。）XMM6 和 7 保留调用，其余为调用破坏暂存寄存器。

在 Windows 之外，大多数 32 位调用约定（包括 Linux 上的 i386 System V）都同意选择 EAX、EDX 和 ECX 作为 call-clobbered，但 所有 xmm 寄存器都是调用的- 破坏。

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对于Windows下的x64，只需要恢复RBX、RBP、RDI、RSI、R12、R13、R14和@ 987654340@。 XMM6..15 保留调用。 （并且您必须保留 32 字节的影子空间供被调用者使用，无论是否有任何不适合寄存器的参数。） xmm6..15 是调用保留的。
详情请见https://en.wikipedia.org/wiki/X86_calling_conventions#Microsoft_x64_calling_convention。

其他操作系统使用x86-64 System V ABI (see figure 3.4)，其中保留调用的整数寄存器是RBP、RBX、RSP、R12、R13、R14和R15。所有 XMM/YMM/ZMM 寄存器都被调用破坏了。

EFLAGS 和 x87 堆栈与 32 位约定中的相同：DF=0，条件标志被破坏，x87 堆栈为空。 （x86-64 约定在 XMM0 中返回 FP 值，因此 x87 堆栈寄存器总是在调用/返回时需要为空。）

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有关官方调用约定文档的链接，请参阅https://*.com/tags/x86/info

Answer 2

32-bit: EBX, ESI, EDI, EBP
64-bit Windows: RBX, RSI, RDI, RBP, R12-R15, XMM6-XMM15
64-bit Linux,BSD,Mac: RBX, RBP, R12-R15

有关详细信息，请参阅 Agner Fog 的“Software optimization resources”。 this pdf 中描述了调用约定。

Answer 3

如果您不确定收银机的情况，以下这些说明可以轻松解决问题。

PUSHA/PUSHAD -- Push all General Registers
POPA/POPAD -- Pop all General Registers

这些指令按一定顺序推送和弹出通用寄存器和 SI/ESI、DI/EDI 寄存器。

PUSHA/PUSHAD 指令的顺序如下。

Opcode  Instruction  Clocks   Description

60      PUSHA        18       Push AX, CX, DX, BX, original SP, BP, SI, and DI
60      PUSHAD       18       Push EAX, ECX, EDX, EBX, original ESP, EBP ESI, and EDI

POPA/POPAD 指令的顺序如下。 （倒序）

Opcode   Instruction   Clocks   Description

61       POPA          24       Pop DI, SI, BP, SP, BX, DX, CX, and AX
61       POPAD         24       Pop EDI, ESI, EBP, ESP(***),EBX, EDX, ECX, and EAX

*** ESP 值被丢弃而不是加载到 ESP 中。