1 Eylül 2018 Cumartesi

Fonksiyon Çağırım Düzeni/Biçimi/Şekli Ya da Her Neyse

Fonksiyon çağırım düzeni (Calling Convention kısaca CC diyelim) özetle;
fonksiyon ya da procedure parametrelerinin hangilerinin CPU register veya stack'de, hangi sıra ile tahsis edileceğidir.

Delphi, C/C++ gibi dillerde fonksiyon ya da procedure'e ekleyeceğimiz CC ile (register, pascal, cdecl, stdcall, safecall, winapi, __fastcall gibi) fonksiyonun çağırım düzeni belirtilebilir.

Delphi'de varsayılan CC register'dır. Yani fonksiyon ya da procedure'nin sonuna herhangi CC belirtilmediğinde varsayılan olarak register çalışır.Stack frame oluşturmak yerine, ECX, EDX, EAX gibi CPU register'ları kullandığı için, fonksiyonun çalışma hızı en efektif ve hızlı olanıdır.Aşağıdaki fonksiyonda X ve Y parametreleri stack yerine CPU register'larda tahsis edilecektir.
function Hesapla(X, Y: Integer): Integer; 
function Hesapla(X, Y: Integer): Integer; register;
Yukarıdaki her iki fonksiyon da aynı CC sahiptir diyebiliriz.
C/C++'da varsayılan CC cdecl'dir. cdecl adı üstünde c decleration kısaltmasıdır.Tüm parametreler stack'de tutulur. C/C++
int Hesapla(int X, int Y);
int __cdecl Hesapla(int X, int Y);  
Delphi
function Hesapla(X, Y: Integer): Integer; cdecl;
Yukarıdaki bilgilere göre;
Varsayılan bir C fonksiyonu ile, varsayılan bir delphi fonksiyonunu karşılaştırdığımızda, mantıken ve de teknik olarak delphi fonksiyonun daha hızlı çalışması gerekir.
Çünkü C'de "varsayılan olarak", fonksiyon parametreleri stack'de tahsis ediliyorken, delphi'de 3 adet parametreye kadarı CPU register'larda geriye kalanlar ise stack'de tahsis edilir. CPU register'ları stack'den daha hızlıdır.

C'de delphi'de olduğu gibi parametreleri stack yerine CPU register'da tahsis etmek için __fastcall CC kullanılır. Kısaca C'nin __fastcall'ı ile Delphin'nin register CC'ı aynıdır diyebiliriz. Delphi
function Hesapla(X, Y: Integer): Integer; register;
begin
end;
Hesapla(1,2);
ASM Çıktısı
Project1.dpr.45: Hesapla(1,2);
00419500 BA02000000       mov edx,$00000002
00419505 B801000000       mov eax,$00000001
0041950A E881DDFFFF       call Hesapla
C/C++
int __fastcall Hesapla(int X, int Y) {
}
Hesapla(1,2);
ASM Çıktısı
main.cpp.48: Hesapla(1,2);
0040125B BA02000000       mov edx,$00000002
00401260 B801000000       mov eax,$00000001
00401265 E8DEFFFFFF       call Hesapla(int,int)
Dokümanlar winapi ya da stdcall'ın aslında bir CC olmadığını söylüyor.
Daha çok windows işletim sistemindeki API'lerde bu CC görebiliriz. winwindef.h içerisinde tanımı şöyle;
#define WINAPI __stdcall
Örneğin CreateFile fonksiyonun tanımında görebiliriz. fileapi.h
WINBASEAPI
HANDLE
WINAPI
CreateFileA(
   _In_ LPCSTR lpFileName,
   _In_ DWORD dwDesiredAccess,
   _In_ DWORD dwShareMode,
   _In_opt_ LPSECURITY_ATTRIBUTES lpSecurityAttributes,
   _In_ DWORD dwCreationDisposition,
   _In_ DWORD dwFlagsAndAttributes,
   _In_opt_ HANDLE hTemplateFile
   );
Delphi zaten bir çok windows api fonksiyonunu hali hazırda bize WinApi.Windows.pas uniti içersinde sunuyor.
function CreateFileA(lpFileName: LPCSTR; dwDesiredAccess, dwShareMode: DWORD;
 lpSecurityAttributes: PSecurityAttributes; dwCreationDisposition, dwFlagsAndAttributes: DWORD;
 hTemplateFile: THandle): THandle; stdcall;
function CreateFileA; external kernelbase name 'CreateFileA';
Yine dokümanlar pascal CC'nin ise geriye dönük uyumluluk için korumaya devam edildiğini söylüyor. Şimdi örnek procedure ya da fonksiyonların CPU penceresindeki kodunu inceleyelim.
(View -> Debug Windows -> CPU Windows -> Entire CPU) ya da CTRL + ALT + C
program Project1;

{$APPTYPE CONSOLE}

{$R *.res}

uses

 System.SysUtils;

procedure Procedure1(A, B, C, D, E: Integer);
begin
end;

procedure Procedure2(A, B, C, D, E: Integer); register;
begin
end;

procedure Procedure3(A, B, C, D, E: Integer); pascal;
begin
end;

procedure Procedure4(A, B, C, D, E: Integer); cdecl;
begin
end;

procedure Procedure5(A, B, C, D, E: Integer); stdcall;
begin
end;

procedure Procedure6(A, B, C, D, E: Integer); safecall;
begin
end;

begin
 Procedure1(1, 5, 7, 9, 10);
 Procedure2(1, 5, 7, 9, 10);
 Procedure3(1, 5, 7, 9, 10);
 Procedure4(1, 5, 7, 9, 10);
 Procedure5(1, 5, 7, 9, 10);
 Procedure6(1, 5, 7, 9, 10);
end.
Project1.dpr.40: Procedure1(1, 5, 7, 9, 10);
00419500 6A09             push $09
00419502 6A0A             push $0a
00419504 B907000000       mov ecx,$00000007
00419509 BA05000000       mov edx,$00000005
0041950E B801000000       mov eax,$00000001
00419513 E878DDFFFF       call Procedure1
Project1.dpr.41: Procedure2(1, 5, 7, 9, 10);
00419518 6A09             push $09
0041951A 6A0A             push $0a
0041951C B907000000       mov ecx,$00000007
00419521 BA05000000       mov edx,$00000005
00419526 B801000000       mov eax,$00000001
0041952B E878DDFFFF       call Procedure2
Project1.dpr.42: Procedure3(1, 5, 7, 9, 10);
00419530 6A01             push $01
00419532 6A05             push $05
00419534 6A07             push $07
00419536 6A09             push $09
00419538 6A0A             push $0a
0041953A E881DDFFFF       call Procedure3
Project1.dpr.43: Procedure4(1, 5, 7, 9, 10);
0041953F 6A0A             push $0a
00419541 6A09             push $09
00419543 6A07             push $07
00419545 6A05             push $05
00419547 6A01             push $01
00419549 E87ADDFFFF       call Procedure4
0041954E 83C414           add esp,$14
Project1.dpr.44: Procedure5(1, 5, 7, 9, 10);
00419551 6A0A             push $0a
00419553 6A09             push $09
00419555 6A07             push $07
00419557 6A05             push $05
00419559 6A01             push $01
0041955B E870DDFFFF       call Procedure5
Project1.dpr.45: Procedure6(1, 5, 7, 9, 10);
00419560 6A0A             push $0a
00419562 6A09             push $09
00419564 6A07             push $07
00419566 6A05             push $05
00419568 6A01             push $01
0041956A E869DDFFFF       call Procedure6
0041956F E8C4F1FEFF       call @CheckAutoResult
Project1.dpr.46: end.
main.cpp
#pragma hdrstop

#pragma argsused

#ifdef _WIN32

#include 

#else

typedef char _TCHAR;

#define _tmain main

#endif

#include 

void Procedure1(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

void __fastcall Procedure2(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

void pascal Procedure3(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

void __cdecl Procedure4(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

void __stdcall Procedure5(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

void Procedure6(int A, int B, int C, int D, int E) {

}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) {

  Procedure1(1, 5, 7, 9, 10);
  Procedure2(1, 5, 7, 9, 10);
  Procedure3(1, 5, 7, 9, 10);
  Procedure4(1, 5, 7, 9, 10);
  Procedure5(1, 5, 7, 9, 10);
  Procedure6(1, 5, 7, 9, 10);
  return 0;
}

Yukarıdaki çıktıları incelediğimizde, parametrelerin hangi sırayla (sağdan sola veya soldan sağa doğru) stack'e ittirildiğini(push) ya da hangi CPU register'da (ECX,EDX, EAX) tahsis edildiğini somut bir şekilde görebiliriz. Delphi, C/C++ gibi dillerde fonksiyonlarda çağırım düzenini kısaca bu şekilde ifade edebiliriz.

.net dillerinde ise fonksiyon çağırım düzeni, DLLImport attribute sınıfında bulunan CallingConvention özelliği kullanarak belirtilebilir.Bu tür managed dillerden, umanaged system fonksiyonlarını çağırmanın diğer bir adı ise Platform Invoke ya da kısaca P/Invoke diye ifade edilir.
[DllImport("User32.dll", CharSet = CharSet.Unicode, CallingConvention = CallingConvention.StdCall)]
public static extern int MessageBox(IntPtr hWnd, string lpText, string lpCaption, int uType);
static void Main(string[] args)
{
   MessageBox(IntPtr.Zero, "Bu bir mesajdır", "Bu da bir başlıktır", 0);
}
Java'da ise "bildiğim kadarıyla" "dil seviyesinde" .net'deki DllImport'a benzer bir sınıf yok. Aşağıdaki kaynaklara göz atabilirsiniz.
x86 calling conventions
Calling Conventions
Pitfalls of converting
Delphi Language Guide (Delphi for Microsoft Win32 Delphi for the Microsoft .NET Framework)

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder