C语言的函数调用约定（stdcall+cdecl+thiscall+fastcall）

在C语言中，假设我们有这样的一个函数：

int function(int a,int b)

调用时只要用result = function(1,2)这样的方式就可以使用这个函数。
但是，当高级语言被编译成计算机可以识别的机器码时，有一个问题就凸现出来：在CPU中，计算机没有办法知道一个函数调用需要多少个、什么样的参数，也没有硬件可以保存这些参数。也就是说，计算机不知道怎么给这个函数传递参数，传递参数的工作必须由函数调用者和函数本身来协调。为此，计算机提供了一种被称为栈的数据结构来支持参数传递。

栈的简述：是一种先进后出的数据结构，栈有一个存储区、一个栈顶指针。栈顶指针指向堆栈中第一个可用的数据项（被称为栈顶）。用户可以在栈顶上方向栈中加入数据，这个操作被称为压栈(Push)，压栈以后，栈顶自动变成新加入数据项的位置，栈顶指针也随之修改。用户也可以从堆栈中取走栈顶，称为弹出栈(pop)，弹出栈后，栈顶下的一个元素变成栈顶，栈顶指针随之修改。

函数调用时，调用者依次把参数压栈，然后调用函数，函数被调用以后，在堆栈中取得数据，并进行计算。函数计算结束以后，或者调用者、或者函数本身修改堆栈，使堆栈恢复原装。

在参数传递中，有两个很重要的问题必须得到明确说明：

• 当参数个数多于一个时，按照什么顺序把参数压入堆栈
• 函数调用后，由谁来把堆栈恢复原装

在高级语言中，通过函数调用约定来说明这两个问题。

函数调用约定

是函数调用者和被调用的函数体之间关于参数传递、返回值传递、堆栈清除、寄存器使用的一种约定。

常见的调用约定有：

• stdcall(pascal)

• cdecl

• fastcall

• thiscall

• naked call

简述：

1. stdcall(pascal)–Standard Call的缩写，C++的标准调用方式
   在Microsoft C++系列的C/C++编译器中，常常用PASCAL宏来声明这个调用约定，类似的宏还有WINAPI和CALLBACK。
   一般WIN32的函数都是__stdcall
   声明的语法为：

   int __stdcall function(int a,int b)

   stdcall的调用约定意味着：

   • 参数从右向左压入堆栈
   • 函数自身清理堆栈
   • 函数名自动加前导的下划线，后面紧跟一个@符号，其后紧跟着参数的尺寸

2. cdecl–C Declaration的缩写，C语言缺省的调用约定

   声明的语法为：

   int function (int a ,int b) //不加修饰就是C调用约定 
   int __cdecl function(int a,int b)//明确指出C调用约定

   cdecl调用约定意味着：

   • 参数从右向左压入堆栈
   • 调用者负责清理堆栈
   • C调用约定允许函数的参数的个数是不固定的，这也是C语言的一大特色。
   • 仅在函数名前加上一个下划线前缀，格式为_functionname。

3. fastcall

   声明的语法为：

   int fastcall function(int a,int b)

   fastcall调用约定意味着：

   • 函数的第一个和第二个DWORD参数（或者尺寸更小的）通过ecx和edx传递，其他参数通过从右向左的顺序压栈
   • 函数自身清理堆栈
   • 函数名修改规则同stdcall:函数名自动加前导的下划线，后面紧跟一个@符号，其后紧跟着参数的尺寸

4. thiscall–C++类成员函数缺省的调用约定。

   thiscall是唯一一个不能明确指明的函数修饰，因为thiscall不是关键字。由于成员函数调用还有一个this指针，因此必须特殊处理，thiscall意味着：

   • 参数从右向左入栈
   • 如果参数个数不确定，this指针在所有参数压栈后被压入堆栈。如果参数个数确定，this指针通过ecx传递给被调用者。
   • 如果参数个数不确定，调用者清理堆栈，否则函数自己清理堆栈

   对于参数个数固定情况下，类似于stdcall，不定时则类似cdecl

5. naked call

   一个很少见的调用约定，一般用于实模式驱动程序设计

C++编译时函数名修饰约定规则：

• __stdcall调用约定：

  • 以“?”标识函数名的开始，后跟函数名；

  • 函数名后面以“@@YG”标识参数表的开始，后跟参数表；

  • 参数表以代号表示：

    1. X–void ，

    2. D–char，

    3. E–unsigned char，

    4. F–short，

    5. H–int，

    6. I–unsigned int，

    7. J–long，

    8. K–unsigned long，

    9. M–float，

    10. N–double，

    11. _N–bool，

    12. 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
        …

  • 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；

  • 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。

  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”。

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：

1. 函数原型声明和函数体定义不一致
2. DLL导入函数时声明了不同的函数约定

调用函数的代码和被调函数必须采用相同的函数的调用约定，程序才能正常运行。