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。常见的调用约定有:
stdcall
cdecl
fastcall
thiscall
naked call
stdcall调用约定
stdcall很多时候被称为pascal调用约定,因为pascal是早期很常见的一种教学用计算机
程序设计语言,其语法严谨,使用的函数调用约定就是stdcall。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CALLB
ACK。
stdcall调用约定声明的语法为(以前文的那个函数为例):
int __stdcall function(int a,int b)
stdcall的调用约定意味着:1)参数从右向左压入堆栈,2)函数自身修改堆栈 3)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
以上述这个函数为例,参数b首先被压栈,然后是参数a,函数调用function(1,2)调用处
翻译成汇编语言将变成:
push 2 第二个参数入栈
push 1 第一个参数入栈
call function 调用参数,注意此时自动把cs:eip入栈
而对于函数自身,则可以翻译为:
push ebp 保存ebp寄存器,该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针,可以在函数退出
时恢复
mov ebp,esp 保存堆栈指针
mov eax,[ebp + 8H] 堆栈中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] 堆栈中ebp + 12处保存了b
mov esp,ebp 恢复esp
pop ebp
ret 8
而在编译时,这个函数的名字被翻译成_function@8
注意不同编译器会插入自己的汇编代码以提供编译的通用性,但是大体代码如此。其中
在函数开始处保留esp到ebp中,在函数结束恢复是编译器常用的方法。
从函数调用看,2和1依次被push进堆栈,而在函数中又通过相对于ebp(即刚进函数时的
堆栈指针)的偏移量存取参数。函数结束后,ret 8表示清理8个字节的堆栈,函数自己
恢复了堆栈。
cdecl调用约定
cdecl调用约定又称为C调用约定,是C语言缺省的调用约定,它的定义语法是:
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
在写本文时,出乎我的意料,发现cdecl调用约定的参数压栈顺序是和stdcall是一样的
,参数首先由有向左压入堆栈。所不同的是,函数本身不清理堆栈,调用者负责清理堆
栈。由于这种变化,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。对于前面的function函数,使用cdecl后的汇编码变成:
调用处
push 1
push 2
call function
add esp,8 注意:这里调用者在恢复堆栈
被调用函数_function处
push ebp 保存ebp寄存器,该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针,可以在函数退出
时恢复
mov ebp,esp 保存堆栈指针
mov eax,[ebp + 8H] 堆栈中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] 堆栈中ebp + 12处保存了b
mov esp,ebp 恢复esp
pop ebp
ret 注意,这里没有修改堆栈
MSDN中说,该修饰自动在函数名前加前导的下划线,因此函数名在符号表中被记录为_f
unction,但是我在编译时似乎没有看到这种变化。
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sprin
tf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。
fastcall
fastcall调用约定和stdcall类似,它意味着:
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
被调用函数清理堆栈
函数名修改规则同stdcall
其声明语法为:int fastcall function(int a,int b)
thiscall
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。它是C++类成
员函数缺省的调用约定。由于成员函数调用还有一个this指针,因此必须特殊处理,th
iscall意味着:
参数从右向左入栈
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,this指针
在所有参数压栈后被压入堆栈。
对参数个数不定的,调用者清理堆栈,否则函数自己清理堆栈
为了说明这个调用约定,定义如下类和使用代码:
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函数被翻译成汇编后就变成:
//函数function1调用
0401C1D push 2
00401C1F push 1
00401C21 lea ecx,[ebp-8]
00401C24 call function1 注意,这里this没有被入栈
//函数function2调用
00401C29 push 3
00401C2B push 2
00401C2D push 1
00401C2F push 3
00401C31 lea eax,[ebp-8] 这里引入this指针
00401C34 push eax
00401C35 call function2
00401C3A add esp,14h
可见,对于参数个数固定情况下,它类似于stdcall,不定时则类似cdecl
naked call
这是一个很少见的调用约定,一般程序设计者建议不要使用。编译器不会给这种函数增
加初始化和清理代码,更特殊的是,你不能用return返回返回值,只能用插入汇编返回
结果。这一般用于实模式驱动程序设计,假设定义一个求和的加法程序,可以定义为:
__declspec(naked) int add(int a,int b)
{
__asm mov eax,a
__asm add eax,b
__asm ret
}
注意,这个函数没有显式的return返回值,返回通过修改eax寄存器实现,而且连退出函
数的ret指令都必须显式插入。上面代码被翻译成汇编以后变成:
mov eax,[ebp+8]
add eax,[ebp+12]
ret 8
注意这个修饰是和__stdcall及cdecl结合使用的,前面是它和cdecl结合使用的代码,对
于和stdcall结合的代码,则变成:
__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
}
至于这种函数被调用,则和普通的cdecl及stdcall调用函数一致。
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。
原文地址 http://http://www.cublog.cn/u/18338/?u=http://www.cublog.cn/u/18338/showart.php?id=113993
_cdecl
C/C++的缺省调用协定,由调用者清理堆栈,这就是C/C++中可以使
用可变参数的函数的原因,所有参数自右至左入栈,生成的代码中
函数名有一个_(下划线)作前缀。
_stdcall
Win32 API的调用协定,由被调用的函数清理堆栈,所有参数自右至
左入栈,生成的代码中函数名有一个_(下划线)作前缀一个@和参数总
字节数(十进制)作後缀。它不支持可变参数,但它产生的代码比
_cdecl的短,因为没有每次调用後的清理堆栈的代码。
林锐的书中有论述!
C/C++默认的是__cdecl方式,即调用者负责清理.
但是调用Win32 API functions时使用__stdcall方式,由被调用者(API)自行清理.
下面是摘自MSDN:
_cdecl
This is the default calling convention for C and C++ programs. Because the stack is cleaned up by the caller, it can do vararg functions. The __cdecl calling convention creates larger executables than __stdcall, because it requires each function call to include stack cleanup code. The following list shows the implementation of this calling convention.
Place the __cdecl modifier before a variable or a function name. Because the C naming and calling conventions are the default, the only time you need to use __cdecl is when you have specified the /Gz (stdcall) or /Gr (fastcall) compiler option. The /Gd compiler option forces the __cdecl calling convention.
这些选项用于确定函数参数入栈的顺序,调用结束时调用方函数或被调用函数是否从堆栈中移除参数,以及编译器用来标识各个函数的名称修饰约定。
/Gd
/Gr
/Gz
注意:
这些编译器选项仅在面向 x86 的编译器中可用,它们在面向 x64 或 Itanium 的编译器中不可用。
/Gd 为默认设置,为除 C++ 成员函数和标记为 __stdcall 或 __fastcall 的函数以外的所有函数指定 C 调用约定(就是__cdecl 吧?)。
/Gr 为除 C++ 成员函数和标记为 __cdecl 或 __stdcall 的函数以外的所有函数指定 __fastcall 调用约定。所有 __fastcall 函数必须具有原型。
/Gz 为除采用的参数个数可变的函数和标记为 __cdecl 或 __fastcall 的函数以外的所有原型 C 函数指定 __stdcall 调用约定。所有 __stdcall 函数必须具有原型。
/Gd、/Gr 和 /Gz 与 /clr:safe 或 /clr:pure 不兼容。
struct
CMyClass {
void
__cdecl mymethod();
};
//
this
void
CMyClass::mymethod() {
return
; }
//
__cdecall
void
__cdecl CMyClass::mymethod() {
return
; }
//
In the following example, the compiler is instructed to use C naming and calling
//
conventions for the system function:
//
Example of the __cdecl keyword on function
int
__cdecl system(
const
char
*
);
//
Example of the __cdecl keyword on function pointer
typedef BOOL (__cdecl
*
funcname_ptr)(
void
*
arg1,
const
char
*
arg2, DWORD flags, );
stdcall
The __stdcall calling convention is used to call Win32 API functions. The callee cleans the stack, so the compiler makes vararg functions __cdecl. Functions that use this calling convention require a function prototype.
The /Gz compiler option specifies __stdcall for all functions not explicitly declared with a different calling convention.
struct
CMyClass {
void
__stdcall mymethod();
};
//
this
void
CMyClass::mymethod() {
return
; }
//
stdcall
void
__stdcall CMyClass::mymethod() {
return
; }
//
In the following example, use of __stdcall results in all WINAPI function types
//
being handled as a standard call:
//
Example of the __stdcall keyword
#define
WINAPI __stdcall
//
Example of the __stdcall keyword on function pointer
typedef BOOL (__stdcall
*
funcname_ptr)(
void
*
arg1,
const
char
*
arg2, DWORD flags, );
__thiscall
//
thiscall_cc.cpp
//
compile with: /c /clr:oldSyntax
struct
CMyClass {
void
__thiscall mymethod();
void
__clrcall mymethod2();
};
最后说一句:
同上,用c写dll,用delphi调用,c的dll就最好用stdcall ,不同的语言调用方式是不同的这也与编译器有关,所以你在用A语言写DLL想要B语言的程序能够成功
调用DLL中的函数的话就把DLL中的函数实现约定用__stdcall,这样就不依赖于语言了,切记!