有一定C++開發(fā)經驗的人一定對”__cdecl、__stdcall、__fastcall”肯定不陌生吧!但你真正理解了嗎?是的,我曾在這采了無數個坑,栽了無數個跟頭,終于忍無可忍要把它總結一下(雖然我已經有能力解決大部分這種問題了)!
函數的調用約定,顧名思義就是對函數調用的一個約束和規(guī)定(規(guī)范),描述了函數參數是怎么傳遞和由誰清除堆棧的。它決定以下內容:(1)函數參數的壓棧順序,(2)由調用者還是被調用者把參數彈出棧,(3)以及產生函數修飾名的方法。
我們知道函數由以下幾部分構成:返回值類型 函數名(參數列表),如:
【code1】
void function();int add(int a, int b);
以上是大家所熟知的構成部分,其實函數的構成還有一部分,那就是調用約定。如下:
【code2】
void __cdecl function();int __stdcall add(int a, int b);
上面的__cdecl和__stdcall就是調用約定,其中__cdecl是C和C++默認的調用約定,所以通常我們的代碼都如 【code1】中那樣定義,編譯器默認會為我們使用__cdecl調用約定。常見的調用約定有__cdecl、__stdcall、fastcall,應用最廣泛的是__cdecl和__stdcall,下面我們會詳細進行講述。。還有一些不常見的,如 __pascal、__thiscall、__vectorcall。
在VC++中,調用約定是函數類型的一部分,因此函數的聲明和定義處調用約定要相同,不能只在聲明處有調用約定,而定義處沒有或與聲明不同。如下:
【code3】 錯誤的使用一:
int __stdcall add(int a, int b);int add(int a, int b){ return a + b;}
報錯:
error C2373: 'add’: redefinition; different type modifiers
error C2440: 'initializing’: cannot convert from 'int (__stdcall *)(int,int)’ to 'int’
【code4】 錯誤的使用二:
int add(int a, int b);int __stdcall add(int a, int b){ return a + b;}
報錯:
error C2373: 'add’: redefinition; different type modifiers
error C2440: 'initializing’: cannot convert from 'int (__cdecl *)(int,int)’ to 'int’
【code5】 錯誤的使用三:
int __stdcall add(int a, int b);int __cdecl add(int a, int b){ return a + b;}
報錯:
error C2373: 'add’: redefinition; different type modifiers
error C2440: 'initializing’: cannot convert from 'int (__stdcall *)(int,int)’ to 'int’
【code6】 正確的用法:
int __stdcall add(int a, int b);int __stdcall add(int a, int b){ return a + b;}
要深入理解函數調用約定,你須要了解函數的調用過程和調用細節(jié)。
假設函數A調用函數B,我們稱A函數為”調用者”,B函數為“被調用者”。如下面的代碼,ShowResult為調用者,add為被調用者。
int add(int a, int b){ return a + b;}void ShowResult(){ std::cout << add(5, 10) << std::endl;}
函數調用過程可以這么描述:
(1)先將調用者(A)的堆棧的基址(ebp)入棧,以保存之前任務的信息。
(2)然后將調用者(A)的棧頂指針(esp)的值賦給ebp,作為新的基址(即被調用者B的棧底)。
(3)然后在這個基址(被調用者B的棧底)上開辟(一般用sub指令)相應的空間用作被調用者B的棧空間。
(4)函數B返回后,從當前棧幀的ebp即恢復為調用者A的棧頂(esp),使棧頂恢復函數B被調用前的位置;然后調用者A再從恢復后的棧頂可彈出之前的ebp值(可以這么做是因為這個值在函數調用前一步被壓入堆棧)。這樣,ebp和esp就都恢復了調用函數B前的位置,也就是?;謴秃瘮礏調用前的狀態(tài)。
這個過程在AT&T匯編中通過兩條指令完成,即:
leave ret 這兩條指令更直白點就相當于: mov %ebp , %esp pop %ebp
此部分內容參考:http://blog.csdn.net/zsy2020314/article/details/9429707
__cdecl 是 C Declaration 的縮寫,表示 C 和 C++ 默認的函數調用約定。是C/C++和MFCX的默認調用約定。
(1).為了驗證參數是從右至左的順序壓棧的,我們可以看下面這段代碼,Debug進行單步調試,可以看到我們的調用棧會先進入GetC(),再進入GetB(),最后進入GetA()。
(2).第二點“調用者把參數彈出棧”,這是編譯器的工作,暫時沒辦法驗證。要深入了解這部分,需要學習匯編語言相關的知識。
(3).函數的修飾名,這個可以通過對編譯出的dll使用VS的”dumpbin /exports ProjectName.dll”命令進行查看(后面章節(jié)會進行詳細介紹),或直接打開.obj文件查找對應的方法名(如搜索add)。
從代碼和程序調試的層面考慮,參數的壓棧順序和棧的清理我們都不用太觀注,因為這是編譯器的決定的,我們改變不了。但第三點卻常常困擾我們,因為如果不弄清楚這點,在多個庫之間(如dll、lib、exe)相互調用、依賴時常常出出現莫名其妙的錯誤。這個我在后面章節(jié)會進行詳細介紹。
__stdcall是Standard Call的縮寫,是C++的標準調用方式,當然這是微軟定義的標準,__stdcall通常用于Win32 API中(可查看WINAPI的定義)。
__fastcall調用的主要特點就是快,因為它是通過寄存器來傳送參數的。
以上內容參考:http://www.3scard.com/index.php?m=blog&f=view&id=10
__thiscall是C++類成員函數缺省的調用約定,但它沒有顯示的聲明形式。因為在C++類中,成員函數調用還有一個this指針參數,因此必須特殊處理,thiscall調用約定的特點:
這里主要總結一下_cdecl、_stdcall、__fastcall三者之間的區(qū)別:
要點 | __cdecl | __stdcall | __fastcall |
---|---|---|---|
參數傳遞方式 | 右->左 | 右->左 | 左邊開始的兩個不大于4字節(jié)(DWORD)的參數分別放在ECX和EDX寄存器,其余的參數自右向左壓棧傳送 |
清理棧方 | 調用者清理 | 被調用函數清理 | 被調用函數清理 |
適用場合 | C/C++、MFC的默認方式; 可變參數的時候使用; | Win API | 要求速度快 |
C編譯修飾約定 | _functionname | _functionname@number | @functionname@number |
關于函數的調用規(guī)則(調用約定),大多數時候是不需要了解的,但是如果需要跨語言的編程,比如VC寫的dll要delphi調用,則需要了解。
microsoft的vc默認的是__cdecl方式,而windows API則是__stdcall,如果用vc開發(fā)dll給其他語言用,則應該指定__stdcall方式。堆棧由誰清除這個很重要,如果是要寫匯編函數給C調用,一定要小心堆棧的清除工作,如果是__cdecl方式的函數,則函數本身(如果不用匯編寫)則不需要關心保存參數的堆棧的清除,但是如果是__stdcall的規(guī)則,一定要在函數退出(ret)前恢復堆棧。
1.__cdecl
所謂的C調用規(guī)則。按從右至左的順序壓參數入棧,由調用者把參數彈出棧。切記:對于傳送參數的內存棧是由調用者來維護的。返回值在EAX中因此,對于象printf這樣變參數的函數必須用這種規(guī)則。編譯器在編譯的時候對這種調用規(guī)則的函數生成修飾名的餓時候,僅在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,格式為_functionname。
2.__stdcall
按從右至左的順序壓參數入棧,由被調用者把參數彈出棧。_stdcall是Pascal程序的缺省調用方式,通常用于Win32 Api中,切記:函數自己在退出時清空堆棧,返回值在EAX中?! _stdcall調用約定在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,后面加上一個“@”符號和其參數的字節(jié)數,格式為_functionname@number。如函數int func(int a, double b)的修飾名是_func@12。
3.__fastcall
__fastcall調用的主要特點就是快,因為它是通過寄存器來傳送參數的(實際上,它用ECX和EDX傳送前兩個雙字(DWORD)或更小的參數,剩下的參數仍舊自右向左壓棧傳送,被調用的函數在返回前清理傳送參數的內存棧)。__fastcall調用約定在輸出函數名前加上一個“@”符號,后面也是一個“@”符號和其參數的字節(jié)數,格式為@functionname@number。這個和__stdcall很象,唯一差別就是頭兩個參數通過寄存器傳送。注意通過寄存器傳送的兩個參數是從左向右的,即第一個參數進ECX,第2個進EDX,其他參數是從右向左的入stack。返回仍然通過EAX.
4.__pascal
這種規(guī)則從左向右傳遞參數,通過EAX返回,堆棧由被調用者清除
5.__thiscall
僅僅應用于"C++"成員函數。this指針存放于CX寄存器,參數從右到左壓。thiscall不是關鍵詞,因此不能被程序員指定
調用約定可以通過工程設置:Setting.../C/C++ /Code Generation項進行選擇,缺省狀態(tài)為__cdecl。
名字修飾約定:
1、修飾名(Decoration name):"C"或者"C++"函數在內部(編譯和鏈接)通過修飾名識別
2、C編譯時函數名修飾約定規(guī)則:
__stdcall調用約定在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,后面加上一個"@"符號和其參數的字節(jié)數,格式為_functionname@number,例如 :function(int a, int b),其修飾名為:_function@8
__cdecl調用約定僅在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,格式為_functionname。
__fastcall調用約定在輸出函數名前加上一個"@"符號,后面也是一個"@"符號和其參數的字節(jié)數,格式為@functionname@number。
3、C++編譯時函數名修飾約定規(guī)則:
__stdcall調用約定:
1)、以"?"標識函數名的開始,后跟函數名;
2)、函數名后面以"@@YG"標識參數表的開始,后跟參數表;
3)、參數表以代號表示:
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--表示指針,后面的代號表明指針類型,如果相同類型的指針連續(xù)出現,以"0"代替,一個"0"代表一次重復;
4)、參數表的第一項為該函數的返回值類型,其后依次為參數的數據類型,指針標識在其所指數據類型前;
5)、參數表后以"@Z"標識整個名字的結束,如果該函數無參數,則以"Z"標識結束。
其格式為"?functionname@@YG*****@Z"或"?functionname@@YG*XZ",例如
int Test1(char *var1,unsigned long)-----“?Test1@@YGHPADK@Z”
void Test2() -----“?Test2@@YGXXZ”
__cdecl調用約定:
規(guī)則同上面的_stdcall調用約定,只是參數表的開始標識由上面的"@@YG"變?yōu)?@@YA"。
__fastcall調用約定:
規(guī)則同上面的_stdcall調用約定,只是參數表的開始標識由上面的"@@YG"變?yōu)?@@YI"。
VC++對函數的省缺聲明是"__cedcl",將只能被C/C++調用.
注意:
1、_beginthread需要__cdecl的線程函數地址,_beginthreadex和CreateThread需要__stdcall的線程函數地址。
2、一般WIN32的函數都是__stdcall。而且在Windef.h中有如下的定義:
#define CALLBACK __stdcall
#define WINAPI __stdcall
3、extern "C" _declspec(dllexport) int __cdecl Add(int a, int b);
typedef int (__cdecl*FunPointer)(int a, int b);
修飾符的書寫順序如上。
4、extern "C"的作用:如果Add(int a, int b)是在C語言編譯器編譯,而在c++文件使用,則需要在c++文件中聲明:extern "C" Add(int a, int b),因為c編譯器和c++編譯器對函數名的解釋不一樣(c++編譯器解釋函數名的時候要考慮函數參數,這樣是了方便函數重載,而在c語言中不存在函數重載的問題),使用extern "C",實質就是告訴c++編譯器,該函數是c庫里面的函數。如果不使用extern "C"則會出現鏈接錯誤。
一般象如下使用:
#ifdef _cplusplus
#define ETERN_C extern "C"
#else
#define EXTERN_C extern
#endif
#ifdef _cplusplus
extern "C"{
#endif
EXTERN_C int func(int a, int b);
#ifdef _cplusplus
}
#endif
5、MFC提供了一些宏,可以使用AFX_EXT_CLASS來代替__declspec(DLLexport),并修飾類名,從而導出類,AFX_API_EXPORT來修飾函數,AFX_DATA_EXPORT來修飾變量
AFX_CLASS_IMPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_API_IMPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_DATA_IMPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_CLASS_EXPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_API_EXPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_DATA_EXPORT:__declspec(DLLexport)
AFX_EXT_CLASS:#ifdef _AFXEXT
AFX_CLASS_EXPORT
#else
AFX_CLASS_IMPORT
6、DLLMain負責初始化(Initialization)和結束(Termination)工作,每當一個新的進程或者該進程的新的線程訪問DLL時,或者訪問DLL的每一個進程或者線程不再使用DLL或者結束時,都會調用DLLMain。但是,使用TerminateProcess或TerminateThread結束進程或者線程,不會調用DLLMain。
7、一個DLL在內存中只有一個實例
DLL程序和調用其輸出函數的程序的關系:
1)、DLL與進程、線程之間的關系
DLL模塊被映射到調用它的進程的虛擬地址空間。
DLL使用的內存從調用進程的虛擬地址空間分配,只能被該進程的線程所訪問。
DLL的句柄可以被調用進程使用;調用進程的句柄可以被DLL使用。
DLLDLL可以有自己的數據段,但沒有自己的堆棧,使用調用進程的棧,與調用它的應用程序相同的堆棧模式。
2)、關于共享數據段
DLL定義的全局變量可以被調用進程訪問;DLL可以訪問調用進程的全局數據。使用同一DLL的每一個進程都有自己的DLL全局變量實例。如果多個線程并發(fā)訪問同一變量,則需要使用同步機制;對一個DLL的變量,如果希望每個使用DLL的線程都有自己的值,則應該使用線程局部存儲(TLS,Thread Local Strorage)。