第一篇:函數(shù)調(diào)用的區(qū)別__stdcall,__cdecl,__fastcall,thiscall,nake
_stdcall是Pascal程序的缺省調(diào)用方式,通常用于Win32 Api中,函數(shù)采用從右到左的壓棧方式,自己在退出時清空堆棧。VC將函數(shù)編譯后會在函數(shù)名前面加上下劃線前綴,在函數(shù)名后加上“@”和參數(shù)的字節(jié)數(shù)。
2、C調(diào)用約定(即用__cdecl關(guān)鍵字說明)按從右至左的順序壓參數(shù)入棧,由調(diào)用者把參數(shù)彈出棧。對于傳送參數(shù)的內(nèi)存棧是由調(diào)用者來維護的(正因為如此,實現(xiàn)可變參數(shù)的函數(shù)只能使用該調(diào)用約定)。另外,在函數(shù)名修飾約定方面也有所不同。
_cdecl是C和C++程序的缺省調(diào)用方式。每一個調(diào)用它的函數(shù)都包含清空堆棧的代碼,所以產(chǎn)生的可執(zhí)行文件大小會比調(diào)用_stdcall函數(shù)的大。函數(shù)采用從右到左的壓棧方式。VC將函數(shù)編譯后會在函數(shù)名前面加上下劃線前綴。是MFC缺省調(diào)用約定。
3、__fastcall調(diào)用約定是“人”如其名,它的主要特點就是快,因為它是通過寄存器來傳送參數(shù)的(實際上,它用ECX和EDX傳送前兩個雙字(DWORD)或更小的參數(shù),剩下的參數(shù)仍舊自右向左壓棧傳送,被調(diào)用的函數(shù)在返回前清理傳送參數(shù)的內(nèi)存棧),在函數(shù)名修飾約定方面,它和前兩者均不同。
_fastcall方式的函數(shù)采用寄存器傳遞參數(shù),VC將函數(shù)編譯后會在函數(shù)名前面加上“@”前綴,在函數(shù)名后加上“@”和參數(shù)的字節(jié)數(shù)。
4、thiscall僅僅應(yīng)用于“C++”成員函數(shù)。this指針存放于CX寄存器,參數(shù)從右到左壓。thiscall不是關(guān)鍵詞,因此不能被程序員指定。
5、naked call采用1-4的調(diào)用約定時,如果必要的話,進入函數(shù)時編譯器會產(chǎn)生代碼來保存ESI,EDI,EBX,EBP寄存器,退出函數(shù)時則產(chǎn)生代碼恢復(fù)這些寄存器的內(nèi)容。naked call不產(chǎn)生這樣的代碼。naked call不是類型修飾符,故必須和_declspec共同使用。
關(guān)鍵字 __stdcall、__cdecl和__fastcall可以直接加在要輸出的函數(shù)前,也可以在編譯環(huán)境的Setting...C/C++ Code Generation項選擇。當(dāng)加在輸出函數(shù)前的關(guān)鍵字與編譯環(huán)境中的選擇不同時,直接加在輸出函數(shù)前的關(guān)鍵字有效。它們對應(yīng)的命令行參數(shù)分別為/Gz、/Gd和/Gr。缺省狀態(tài)為/Gd,即__cdecl。
要完全模仿PASCAL調(diào)用約定首先必須使用__stdcall調(diào)用約定,至于函數(shù)名修飾約定,可以通過其它方法模仿。還有一個值得一提的是WINAPI宏,Windows.h支持該宏,它可以將出函數(shù)翻譯成適當(dāng)?shù)恼{(diào)用約定,在WIN32中,它被定義為__stdcall。使用WINAPI宏可以創(chuàng)建自己的APIs。
2)名字修飾約定
1、修飾名(Decoration name)
“C”或者“C++”函數(shù)在內(nèi)部(編譯和鏈接)通過修飾名識別。修飾名是編譯器在編譯函數(shù)定義或者原型時生成的字符串。有些情況下使用函數(shù)的修飾名是必要的,如在模塊定義文件里頭指定輸出“C++”重載函數(shù)、構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù),又如在匯編代碼里調(diào)用“C””或“C++”函數(shù)等。
修飾名由函數(shù)名、類名、調(diào)用約定、返回類型、參數(shù)等共同決定。
2、名字修飾約定隨調(diào)用約定和編譯種類(C或C++)的不同而變化。函數(shù)名修飾約定隨編譯種類和調(diào)用約定的不同而不同,下面分別說明。
a、C編譯時函數(shù)名修飾約定規(guī)則:
__stdcall調(diào)用約定在輸出函數(shù)名前加上一個下劃線前綴,后面加上一個“@”符號和其參數(shù)的字節(jié)數(shù),格式為_functionname@number。
__cdecl調(diào)用約定僅在輸出函數(shù)名前加上一個下劃線前綴,格式為_functionname。
__fastcall調(diào)用約定在輸出函數(shù)名前加上一個“@”符號,后面也是一個“@”符號和其參數(shù)的字節(jié)數(shù),格式為@functionname@number。
它們均不改變輸出函數(shù)名中的字符大小寫,這和PASCAL調(diào)用約定不同,PASCAL約定輸出的函數(shù)名無任何修飾且全部大寫。
b、C++編譯時函數(shù)名修飾約定規(guī)則:
__stdcall調(diào)用約定:
1、以“?”標(biāo)識函數(shù)名的開始,后跟函數(shù)名;
2、函數(shù)名后面以“@@YG”標(biāo)識參數(shù)表的開始,后跟參數(shù)表;
3、參數(shù)表以代號表示:
X--void,D--char,E--unsigned char,F(xiàn)--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(xiàn),以“0”代替,一個“0”代表一次重復(fù);
4、參數(shù)表的第一項為該函數(shù)的返回值類型,其后依次為參數(shù)的數(shù)據(jù)類型,指針標(biāo)識在其所指數(shù)據(jù)類型前;
5、參數(shù)表后以“@Z”標(biāo)識整個名字的結(jié)束,如果該函數(shù)無參數(shù),則以“Z”標(biāo)識結(jié)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(diào)用約定:
規(guī)則同上面的_stdcall調(diào)用約定,只是參數(shù)表的開始標(biāo)識由上面的“@@YG”變?yōu)椤癅@YA”。
__fastcall調(diào)用約定:
規(guī)則同上面的_stdcall調(diào)用約定,只是參數(shù)表的開始標(biāo)識由上面的“@@YG”變?yōu)椤癅@YI”。
VC++對函數(shù)的省缺聲明是“__cedcl”,將只能被C/C++調(diào)用.CB在輸出函數(shù)聲明時使用4種修飾符號
//__cdecl
cb的默認(rèn)值,它會在輸出函數(shù)名前加_,并保留此函數(shù)名不變,參數(shù)按照從右到左的順序依次傳遞給棧,也可以寫成_cdecl和cdecl形式。
//__fastcall
她修飾的函數(shù)的參數(shù)將盡肯呢感地使用寄存器來處理,其函數(shù)名前加@,參數(shù)按照從左到右的順序壓棧;
//__pascal
它說明的函數(shù)名使用Pascal格式的命名約定。這時函數(shù)名全部大寫。參數(shù)按照從左到右的順序壓棧;
//__stdcall
使用標(biāo)準(zhǔn)約定的函數(shù)名。函數(shù)名不會改變。使用__stdcall修飾時。參數(shù)按照由右到左的順序壓棧,也可以是_stdcall;
講述了__cdecl,__stdcall,__fastcall的區(qū)別
TITLE : __stdcall與__cdecl的區(qū)別 AUTHOR : lionel@nkbbs.org DATE
: 01/10/2005
CONTENT:
Visual C++ Compiler Options可以指定的Calling Convention有 3種:
/Gd /Gr /Gz
這三個參數(shù)決定了:
1.函數(shù)參數(shù)以何種順序入棧,右到左還是左到右。
2.在函數(shù)運行完后,是調(diào)用函數(shù)還是被調(diào)用函數(shù)清理入棧的參數(shù)。
3.在編譯時函數(shù)名字是如何轉(zhuǎn)換的。
下面我們分別詳細(xì)介紹:
1./Gd
這是編譯器默認(rèn)的轉(zhuǎn)換模式,對一般函數(shù)使用 C的函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換方式__cdecl,但是對于C++ 成員函數(shù)和前面修飾了__stdcall __fastcall的函數(shù)除外。
2./Gr
對于一般函數(shù)使用__fastcall函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換方式,所有使用__fastcall的函數(shù)
必須要有函數(shù)原形。但對于C++ 成員函數(shù)和前面修飾了__cdecl __stdcall 的 函數(shù)除外。
3./Gz
對于所有 C函數(shù)使用__stdcall函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換方式,但對于可變參數(shù)的 C函數(shù)以
及用__cdecl __fastcall修飾過的函數(shù)和C++ 成員函數(shù)除外。所有用__stdcall
修飾的函數(shù)必須有函數(shù)原形。
事實上,對于x86系統(tǒng),C++ 成員函數(shù)的調(diào)用方式有點特別,將成員函數(shù)的this
指針放入ECX,所有函數(shù)參數(shù)從右向左入棧,被調(diào)用的成員函數(shù)負(fù)責(zé)清理入棧的 參數(shù)。對于可變參數(shù)的成員函數(shù),始終使用__cdecl的轉(zhuǎn)換方式。
下面該進入主題,分別講一下這三種函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換方式有什么區(qū)別:
1.__cdecl
這是編譯器默認(rèn)的函數(shù)調(diào)用轉(zhuǎn)換方式,它可以處理可變參數(shù)的函數(shù)調(diào)用。參數(shù)
的入棧順序是從右向左。在函數(shù)運行結(jié)束后,由調(diào)用函數(shù)負(fù)責(zé)清理入棧的參數(shù)。
在編譯時,在每個函數(shù)前面加上下劃線(_),沒有函數(shù)名大小寫的轉(zhuǎn)換。即
_functionname
2.__fastcall
有一些函數(shù)調(diào)用的參數(shù)被放入ECX,EDX中,而其它參數(shù)從右向左入棧。被調(diào)用
函數(shù)在它將要返回時負(fù)責(zé)清理入棧的參數(shù)。在內(nèi)嵌匯編語言的時候,需要注意
寄存器的使用,以免與編譯器使用的產(chǎn)生沖突。函數(shù)名字的轉(zhuǎn)換是:
@functionname@number
沒有函數(shù)名大小寫的轉(zhuǎn)換,number表示函數(shù)參數(shù)的字節(jié)數(shù)。由于有一些參數(shù)不
需要入棧,所以這種轉(zhuǎn)換方式會在一定程度上提高函數(shù)調(diào)用的速度。
3.__stdcall
函數(shù)參數(shù)從右向左入棧,被調(diào)用函數(shù)負(fù)責(zé)入棧參數(shù)的清理工作。函數(shù)名轉(zhuǎn)換格
式如下:
_functionname@number
下面我們親自寫一個程序,看看各種不同的調(diào)用在編譯后有什么區(qū)別,我們的被調(diào)
用函數(shù)如下:
int function(int a, int b)
{
return a + b;
}
void main()
{
function(10, 20);
}
1.__cdecl
_function
push
ebp
mov
ebp, esp
mov
eax, [ebp+8]
;參數(shù)1
add
eax, [ebp+C]
;加上參數(shù)2
pop
ebp
retn
_main
push
ebp
mov
ebp, esp
push
14h
;參數(shù) 2入棧
push
0Ah
;參數(shù) 1入棧
call
_function
;調(diào)用函數(shù)
add
esp, 8
;修正棧
xor
eax, eax
pop
ebp
retn
2.__fastcall
@function@8
push
ebp
mov
ebp, esp
;保存棧指針
sub
esp, 8
;多了兩個局部變量
mov
[ebp-8], edx
;保存參數(shù) 2
mov
[ebp-4], ecx
;保存參數(shù) 1
mov
eax, [ebp-4]
;參數(shù) 1
add
mov
pop
retn
_main
push
mov
mov
mov
call
xor
pop
retn
3.__stdcall
_function@8
push
mov
mov
add
pop
retn
_main
push
mov
push
push
call
xor
pop
retn
eax, [ebp-8]
esp, ebp
ebp ebp
ebp, esp
edx, 14h
ecx, 0Ah
@function@8
eax, eax ebp ebp
ebp, esp
eax, [ebp]
eax, [ebp+C]
ebp
ebp
ebp, esp
14h
0Ah
_function@8
eax, eax ebp;加上參數(shù) 2;修正棧
;參數(shù) 2給EDX
;參數(shù) 1給ECX;調(diào)用函數(shù)
;參數(shù) 1;加上參數(shù) 2;修復(fù)棧
;參數(shù) 2入棧
;參數(shù) 1入棧
;函數(shù)調(diào)用
可見上述三種方法各有各的特點,而且_main必須是__cdecl,一般WIN32的函數(shù)都是
__stdcall。而且在Windef.h中有如下的定義:
#define CALLBACK __stdcall
#define WINAPI __stdcall
論調(diào)用約定
在C語言中,假設(shè)我們有這樣的一個函數(shù):
int function(int a,int b)
調(diào)用時只要用result = function(1,2)這樣的方式就可以使用這個函數(shù)。但是,當(dāng)高級語言被編譯成計算機可以識別的機器碼時,有一個問題就凸現(xiàn)出來:在CPU中,計算機沒有辦法知道一個函數(shù)調(diào)用需要多少個、什么樣的參數(shù),也沒有硬件可以保存這些參數(shù)。也就是說,計算機不知道怎么給這個函數(shù)傳遞參數(shù),傳遞參數(shù)的工作必須由函數(shù)調(diào)用者和函數(shù)本身來協(xié)調(diào)。為此,計算機提供了一種被稱為棧的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來支持參數(shù)傳遞。
棧是一種先進后出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),棧有一個存儲區(qū)、一個棧頂指針。棧頂指針指向堆棧中第一個可用的數(shù)據(jù)項(被稱為棧頂)。用戶可以在棧頂上方向棧中加入數(shù)據(jù),這個操作被稱為壓棧(Push),壓棧以后,棧頂自動變成新加入數(shù)據(jù)項的位置,棧頂指針也隨之修改。用戶也可以從堆棧中取走棧頂,稱為彈出棧(pop),彈出棧后,棧頂下的一個元素變成棧頂,棧頂指針隨之修改。
函數(shù)調(diào)用時,調(diào)用者依次把參數(shù)壓棧,然后調(diào)用函數(shù),函數(shù)被調(diào)用以后,在堆棧中取得數(shù)據(jù),并進行計算。函數(shù)計算結(jié)束以后,或者調(diào)用者、或者函數(shù)本身修改堆棧,使堆?;謴?fù)原裝。
在參數(shù)傳遞中,有兩個很重要的問題必須得到明確說明: 當(dāng)參數(shù)個數(shù)多于一個時,按照什么順序把參數(shù)壓入堆棧
函數(shù)調(diào)用后,由誰來把堆棧恢復(fù)原裝
在高級語言中,通過函數(shù)調(diào)用約定來說明這兩個問題。常見的調(diào)用約定有:
stdcall cdecl fastcall thiscall naked call
stdcall調(diào)用約定
stdcall很多時候被稱為pascal調(diào)用約定,因為pascal是早期很常見的一種教學(xué)用計算機程序設(shè)計語言,其語法嚴(yán)謹(jǐn),使用的函數(shù)調(diào)用約定就是stdcall。在Microsoft C++系列的C/C++編譯器中,常常用PASCAL宏來聲明這個調(diào)用約定,類似的宏還有WINAPI和CALLBACK。
stdcall調(diào)用約定聲明的語法為(以前文的那個函數(shù)為例):
int __stdcall function(int a,int b)
stdcall的調(diào)用約定意味著:1)參數(shù)從右向左壓入堆棧,2)函數(shù)自身修改堆棧 3)函數(shù)名自動加前導(dǎo)的下劃線,后面緊跟一個@符號,其后緊跟著參數(shù)的尺寸
以上述這個函數(shù)為例,參數(shù)b首先被壓棧,然后是參數(shù)a,函數(shù)調(diào)用function(1,2)調(diào)用處翻譯成匯編語言將變成:
push 2 第二個參數(shù)入棧 push 1 第一個參數(shù)入棧 call function 調(diào)用參數(shù),注意此時自動把cs:eip入棧
而對于函數(shù)自身,則可以翻譯為:
push ebp 保存ebp寄存器,該寄存器將用來保存堆棧的棧頂指針,可以在函數(shù)退出時恢復(fù) mov ebp,esp 保存堆棧指針 mov eax,[ebp + 8H] 堆棧中ebp指向位置之前依次保存有ebp,cs:eip,a,b,ebp +8指向a add eax,[ebp + 0CH] 堆棧中ebp + 12處保存了b mov esp,ebp 恢復(fù)esp pop ebp ret 8
而在編譯時,這個函數(shù)的名字被翻譯成_function@8
注意不同編譯器會插入自己的匯編代碼以提供編譯的通用性,但是大體代碼如此。其中在函數(shù)開始處保留esp到ebp中,在函數(shù)結(jié)束恢復(fù)是編譯器常用的方法。
從函數(shù)調(diào)用看,2和1依次被push進堆棧,而在函數(shù)中又通過相對于ebp(即剛進函數(shù)時的堆棧指針)的偏移量存取參數(shù)。函數(shù)結(jié)束后,ret 8表示清理8個字節(jié)的堆棧,函數(shù)自己恢復(fù)了堆棧。
cdecl調(diào)用約定 cdecl調(diào)用約定又稱為C調(diào)用約定,是C語言缺省的調(diào)用約定,它的定義語法是:
int function(int a ,int b)//不加修飾就是C調(diào)用約定 int __cdecl function(int a,int b)//明確指出C調(diào)用約定
在寫本文時,出乎我的意料,發(fā)現(xiàn)cdecl調(diào)用約定的參數(shù)壓棧順序是和stdcall是一樣的,參數(shù)首先由有向左壓入堆棧。所不同的是,函數(shù)本身不清理堆棧,調(diào)用者負(fù)責(zé)清理堆棧。由于這種變化,C調(diào)用約定允許函數(shù)的參數(shù)的個數(shù)是不固定的,這也是C語言的一大特色。對于前面的function函數(shù),使用cdecl后的匯編碼變成:
調(diào)用處 push 1 push 2 call function add esp,8 注意:這里調(diào)用者在恢復(fù)堆棧 被調(diào)用函數(shù)_function處 push ebp 保存ebp寄存器,該寄存器將用來保存堆棧的棧頂指針,可以在函數(shù)退出時恢復(fù) mov ebp,esp 保存堆棧指針 mov eax,[ebp + 8H] 堆棧中ebp指向位置之前依次保存有ebp,cs:eip,a,b,ebp +8指向a add eax,[ebp + 0CH] 堆棧中ebp + 12處保存了b mov esp,ebp 恢復(fù)esp pop ebp ret 注意,這里沒有修改堆棧
MSDN中說,該修飾自動在函數(shù)名前加前導(dǎo)的下劃線,因此函數(shù)名在符號表中被記錄為_function,但是我在編譯時似乎沒有看到這種變化。
由于參數(shù)按照從右向左順序壓棧,因此最開始的參數(shù)在最接近棧頂?shù)奈恢?,因此?dāng)采用不定個數(shù)參數(shù)時,第一個參數(shù)在棧中的位置肯定能知道,只要不定的參數(shù)個數(shù)能夠根據(jù)第一個后者后續(xù)的明確的參數(shù)確定下來,就可以使用不定參數(shù),例如對于CRT中的sprintf函數(shù),定義為:
int sprintf(char* buffer,const char* format,…)
由于所有的不定參數(shù)都可以通過format確定,因此使用不定個數(shù)的參數(shù)是沒有問題的。
fastcall
fastcall調(diào)用約定和stdcall類似,它意味著:
函數(shù)的第一個和第二個DWORD參數(shù)(或者尺寸更小的)通過ecx和edx傳遞,其他參數(shù)通過從右向左的順序壓棧
被調(diào)用函數(shù)清理堆棧
函數(shù)名修改規(guī)則同stdcall
其聲明語法為:int fastcall function(int a,int b)
thiscall thiscall是唯一一個不能明確指明的函數(shù)修飾,因為thiscall不是關(guān)鍵字。它是C++類成員函數(shù)缺省的調(diào)用約定。由于成員函數(shù)調(diào)用還有一個this指針,因此必須特殊處理,thiscall意味著:
參數(shù)從右向左入棧
如果參數(shù)個數(shù)確定,this指針通過ecx傳遞給被調(diào)用者;如果參數(shù)個數(shù)不確定,this指針在所有參數(shù)壓棧后被壓入堆棧。
對參數(shù)個數(shù)不定的,調(diào)用者清理堆棧,否則函數(shù)自己清理堆棧
為了說明這個調(diào)用約定,定義如下類和使用代碼:
class A { public:
int function1(int a,int b);
int function2(int a,...);};int A::function1(int a,int b){
return a+b;} #include int A::function2(int a,…){
va_list ap;
va_start(ap,a);
int i;
int result = 0;
for(i = 0;i < a;i ++)
{
result += va_arg(ap,int);
}
return result;} void callee(){
A a;
a.function1(1,2);
a.function2(3,1,2,3);}
callee函數(shù)被翻譯成匯編后就變成:
//函數(shù)function1調(diào)用 0401C1D push 2 00401C1F push 1 00401C21 lea ecx,[ebp-8] 00401C24 call function1 注意,這里this沒有被入棧 //函數(shù)function2調(diào)用 00401C29 push 3 00401C2B push 2 00401C2D push 1 00401C2F push 3 00401C31 lea eax,[ebp-8] 這里引入this指針 00401C34 push eax 00401C35 call function2 00401C3A add esp,14h
可見,對于參數(shù)個數(shù)固定情況下,它類似于stdcall,不定時則類似cdecl
naked call
這是一個很少見的調(diào)用約定,一般程序設(shè)計者建議不要使用。編譯器不會給這種函數(shù)增加初始化和清理代碼,更特殊的是,你不能用return返回返回值,只能用插入?yún)R編返回結(jié)果。這一般用于實模式驅(qū)動程序設(shè)計,假設(shè)定義一個求和的加法程序,可以定義為:
__declspec(naked)int add(int a,int b){ __asm mov eax,a __asm add eax,b __asm ret }
注意,這個函數(shù)沒有顯式的return返回值,返回通過修改eax寄存器實現(xiàn),而且連退出函數(shù)的ret指令都必須顯式插入。上面代碼被翻譯成匯編以后變成:
mov eax,[ebp+8] add eax,[ebp+12] ret 8
注意這個修飾是和__stdcall及cdecl結(jié)合使用的,前面是它和cdecl結(jié)合使用的代碼,對于和stdcall結(jié)合的代碼,則變成:
__declspec(naked)int __stdcall function(int a,int b){ __asm mov eax,a __asm add eax,b __asm ret 8 //注意后面的8 }
至于這種函數(shù)被調(diào)用,則和普通的cdecl及stdcall調(diào)用函數(shù)一致。
函數(shù)調(diào)用約定導(dǎo)致的常見問題
如果定義的約定和使用的約定不一致,則將導(dǎo)致堆棧被破壞,導(dǎo)致嚴(yán)重問題,下面是兩種常見的問題:
函數(shù)原型聲明和函數(shù)體定義不一致
DLL導(dǎo)入函數(shù)時聲明了不同的函數(shù)約定
以后者為例,假設(shè)我們在dll種聲明了一種函數(shù)為:
__declspec(dllexport)int func(int a,int b);//注意,這里沒有stdcall,使用的是cdecl
使用時代碼為:
typedef int(*WINAPI DLLFUNC)func(int a,int b);hLib = LoadLibrary(...);DLLFUNC func =(DLLFUNC)GetProcAddress(...)//這里修改了調(diào)用約定 result = func(1,2);//導(dǎo)致錯誤
由于調(diào)用者沒有理解WINAPI的含義錯誤的增加了這個修飾,上述代碼必然導(dǎo)致堆棧被破壞,MFC在編譯時插入的checkesp函數(shù)將告訴你,堆棧被破壞了。