<2024年3月>
252627282912
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31123456

统计

  • 随笔 - 13
  • 文章 - 0
  • 评论 - 2
  • 引用 - 0

常用链接

留言簿

随笔分类

随笔档案

搜索

  •  

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜

函数调用约定和名称修饰

调用约定(Calling Convention)
      调用约定用来处理决定函数参数传送时入栈和出栈的顺序(由调用者还是被调用者把参数弹出栈),以及编译器用来识别函数名称的名称修饰约定等问题。在Microsoft VC++ 6.0中定义了下面几种调用约定,我们将结合汇编语言来一一分析它们:

1、__cdecl
      __cdecl是C/C++和MFC程序默认使用的调用约定,也可以在函数声明时加上__cdecl关键字来手工指定。采用__cdecl约定时,函数参数按照从右到左的顺序入栈,并且由调用函数者把参数弹出栈以清理堆栈。因此,实现可变参数的函数只能使用该调用约定。由于每一个使用__cdecl约定的函数都要包含清理堆栈的代码,所以产生的可执行文件大小会比较大。__cdecl可以写成_cdecl。
      C调用约定(即用__cdecl关键字说明)按从右至左的顺序压参数入栈,由调用者把参数弹出栈。对于传送参数的内存栈是由调用者来维护的(正因为如此,实现可变参数的函数只能使用该调用约定)。另外,在函数名修饰约定方面也有所不同。
      _cdecl是C和C++程序的缺省调用方式。每一个调用它的函数都包含清空堆栈的代码,所以产生的可执行文件大小会比调用_stdcall函数的大。函数采用从右到左的压栈方式。VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀。是MFC缺省调用约定。
      由于参数按照从右向左顺序压栈,因此最开始的参数在最接近栈顶的位置,因此当采用不定个数参数时,第一个参数在栈中的位置肯定能知道,只要不定的参数个数能够根据第一个后者后续的明确的参数确定下来,就可以使用不定参数,例如对于CRT中的sprintf函数,定义为:

int sprintf(char* buffer,const char* format,...)

由于所有的不定参数都可以通过format确定,因此使用不定个数的参数是没有问题的。

2、__stdcall

        __stdcall调用约定用于调用Win32 API函数。采用__stdcal约定时,函数参数按照从右到左的顺序入栈,被调用的函数在返回前清理传送参数的栈,函数参数个数固定。由于函数体本身知道传进来的参数个数,因此被调用的函数可以在返回前用一条ret n指令直接清理传递参数的堆栈。__stdcall可以写成_stdcall。
        __stdcall调用约定相当于16位动态库中经常使用的PASCAL调用约定。在32位的VC++5.0中PASCAL调用约定不再被支持(实际上它已被定义为__stdcall。除了__pascal外,__fortran和__syscall也不被支持),取而代之的是__stdcall调用约定。两者实质上是一致的,即函数的参数自右向左通过栈传递,被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈,但不同的是函数名的修饰部分(关于函数名的修饰部分在后面将详细说明)。
        _stdcall是Pascal程序的缺省调用方式,通常用于Win32 Api中,函数采用从右到左的压栈方式,自己在退出时清空堆栈。VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀,在函数名后加上"@"和参数的字节数。

3、__fastcall

        __fastcall约定用于对性能要求非常高的场合。__fastcall约定将函数的从左边开始的两个大小不大于4个字节(DWORD)的参数分别放在ECX和EDX寄存器,其余的参数仍旧自右向左压栈传送,被调用的函数在返回前清理传送参数的堆栈。__fastcall可以写成_fastcall。
        __fastcall调用约定是"人"如其名,它的主要特点就是快,因为它是通过寄存器来传送参数的(实际上,它用ECX和EDX传送前两个双字(DWORD)或更小的参数,剩下的参数仍旧自右向左压栈传送,被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈),在函数名修饰约定方面,它和前两者均不同。
        _fastcall方式的函数采用寄存器传递参数,VC将函数编译后会在函数名前面加上"@"前缀,在函数名后加上"@"和参数的字节数。

4、thiscall

      thiscall调用约定是C++中的非静态类成员函数的默认调用约定。thiscall只能被编译器使用,没有相应的关键字,因此不能被程序员指定。采用thiscall约定时,函数参数按照从右到左的顺序入栈,被调用的函数在返回前清理传送参数的栈,只是另外通过ECX寄存器传送一个额外的参数:this指针。
 

5、naked属性

      采用上面所述的四种调用约定的函数在进入函数时,编译器会产生代码来保存ESI、EDI、EBX、EBP寄存器中的值,退出函数时则产生代码恢复这些寄存器的内容。对于定义了naked属性的函数,编译器不会自动产生这样的代码,需要你手工使用内嵌汇编来控制函数实现中的堆栈管理。由于naked属性并不是类型修饰符,故必须和__declspec共同使用。下面的这段代码定义了一个使用了naked属性的函数及其实现:

      naked属性与本节关系不大,具体请参考MSDN。

 

6、WINAPI

      还有一个值得一提的是WINAPI宏,它可以被翻译成适当的调用约定以供函数使用。该宏定义于windef.h之中。下面是在windef.h中的部分内容:

#define CDECL      _cdecl
#define WINAPI     CDECL
#define CALLBACK   __stdcall
#define WINAPI     __stdcall
#define APIENTRY   WINAPI

由此可见,WINAPI、CALLBACK、APIENTRY等宏的作用。

2)名字修饰约定
1、修饰名(Decoration name)
     "C"或者"C++"函数在内部(编译和链接)通过修饰名识别。修饰名是编译器在编译函数定义或者原型时生成的字符串。有些情况下使用函数的修饰名是必要的,如在模块定义文件里头指定输出"C++"重载函数、构造函数、析构函数,又如在汇编代码里调用"C""或"C++"函数等。
     修饰名由函数名、类名、调用约定、返回类型、参数等共同决定。
2、名字修饰约定随调用约定和编译种类(C或C++)的不同而变化。函数名修饰约定随编译种类和调用约定的不同而不同,下面分别说明。
a、C编译时函数名修饰约定规则:
       __stdcall调用约定在输出函数名前加上一个下划线前缀,后面加上一个"@"符号和其参数的字节数,格式为_functionname@number。
      __cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀,格式为_functionname。
      __fastcall调用约定在输出函数名前加上一个"@"符号,后面也是一个"@"符号和其参数的字节数,格式为    @functionname@number。
     它们均不改变输出函数名中的字符大小写,这和PASCAL调用约定不同,PASCAL约定输出的函数名无任何修饰且全部大写。
b、C++编译时函数名修饰约定规则:
__stdcall调用约定:
1、以"?"标识函数名的开始,后跟函数名;
2、函数名后面以"@@YG"标识参数表的开始,后跟参数表;
3、参数表以代号表示:
X--void ,
D--char,
E--unsigned char,
F--short,
H--int,
I--unsigned int,
J--long,
K--unsigned long,
M--float,
N--double,
_N--bool,
....
PA--表示指针,后面的代号表明指针类型,如果相同类型的指针连续出现,以"0"代替,一个"0"代表一次重复;
4、参数表的第一项为该函数的返回值类型,其后依次为参数的数据类型,指针标识在其所指数据类型前;
5、参数表后以"@Z"标识整个名字的结束,如果该函数无参数,则以"Z"标识结束。
其格式为"?functionname@@YG*****@Z"或"?functionname@@YG*XZ",例如
          int Test1(char *var1,unsigned long)-----"?Test1@@YGHPADK@Z"
          void Test2()                       -----"?Test2@@YGXXZ"

      __cdecl调用约定:
      规则同上面的_stdcall调用约定,只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YA"。
      __fastcall调用约定:
      规则同上面的_stdcall调用约定,只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YI"。
      VC++对函数的省缺声明是"__cedcl",将只能被C/C++调用.

      关键字__cdecl、__stdcall和__fastcall可以直接加在要输出的函数前,也可以在编译环境的Setting...->C/C++->Code Generation项选择。它们对应的命令行参数分别为/Gd、/Gz和/Gr。缺省状态为/Gd,即__cdecl。当加在输出函数前的关键字与编译环境中的选择不同时,直接加在输出函数前的关键字有效。

      因此,为了使其它语言编写的模块(如Visual Basic应用程序、Pascal或Fortran的应用程序等)可以 调用C/C++编写的DLL的函数,必须使用正确的调用约定来导出函数,并且不要让编译器对要导出的函数进行任何名称修饰。

      所谓对齐,对Intel80x86机器来说就是要求每个变量的地址都是sizeof(int)的倍数。

      要完全模仿PASCAL调用约定首先必须使用__stdcall调用约定,至于函数名修饰约定,可以通过其它方法模仿。还有一个值得一提的是WINAPI宏,Windows.h支持该宏,它可以将出函数翻译成适当的调用约定,在WIN32中,它被定义为__stdcall。使用WINAPI宏可以创建自己的APIs。

函数调用约定导致的常见问题
如果定义的约定和使用的约定不一致,则将导致堆栈被破坏,导致严重问题,下面是两种常见的问题:

函数原型声明和函数体定义不一致
DLL导入函数时声明了不同的函数约定
以后者为例,假设我们在dll种声明了一种函数为:

__declspec(dllexport) int func(int a,int b);//注意,这里没有stdcall,使用的是cdecl
使用时代码为:

      typedef int (*WINAPI DLLFUNC)func(int a,int b);
      hLib = LoadLibrary(...);
      DLLFUNC func = (DLLFUNC)GetProcAddress(...)//这里修改了调用约定
      result = func(1,2);//导致错误

由于调用者没有理解WINAPI的含义错误的增加了这个修饰,上述代码必然导致堆栈被破坏,MFC在编译时插入的checkesp函数将告诉你,堆栈被破坏了。


相关链接:
http://dev.csdn.net/article/29/article/33/article/31/31511.shtm
http://www.ddvip.net/program/vc/index1/47.htm
http://www.donews.net/n9871009/archive/2004/11/14/169122.aspx
http://blog.vckbase.com/arong/archive/2004/06/09/409.aspx



 

个人感觉要注意thiscall 和_stdcall 的区别。成员函数默认为thiscall,但可强制转换为 _stdcall(WINAPI),同时采取相应的措施,可实现static和成员函数一定程度上的转换。

posted on 2010-11-05 20:03 @Koven.Z 阅读(612) 评论(0)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++


只有注册用户登录后才能发表评论。
网站导航: 博客园   IT新闻   BlogJava   知识库   博问   管理