1. 函数调用规范__cdecl和__stdcall的区别一目了然(表格形式)
转自:http://blog.bcchinese.net/happyjet/archive/2005/05/24/22545.aspx
__cdecl
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__stdcall |
C 和 C++ 程序的缺省调用规范 |
为了使用这种调用规范,需要你明确的加上 __stdcall (或 WINAPI )文字。即 return-type __stdcall function-name [(argument-list )]
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在被 调用函数 (Callee) 返回后 ,由调用方 (Caller) 调整堆栈。
1. 调用方的函数调用
2. 被调用函数的执行
3. 被调用函数的结果返回
4. 调用方清除调整堆栈
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在被 调用函数 (Callee) 返回前 ,由被 调用函数 (Callee) 调整堆栈。图示:
1. 调用方的函数调用
2. 被调用函数的执行
3. 被调用函数清除调整堆栈
4. 被调用函数的结果返回 |
因为每个调用的地方都需要生成一段调整堆栈的代码,所以最后生成的文件较大。
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因为调整堆栈的代码只存在在一个地方(被调用函数的代码内),所以最后生成的文件较小。 |
函数的参数个数可变(就像 printf 函数一样),因为只有调用者才知道它传给被调用函数几个参数,才能在调用结束时适当地调整堆栈。
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函数的参数个数不能是可变的。 |
对于定义在 C 程序文件中的输出函数,函数名会保持原样,不会被修饰。 对于定义在 C++ 程序文件中的输出函数,函数名会被修饰, MSDN 说 Underscore character (_) is prefixed to names . 我实际测试( VC4 和 VC6 )下来发现好像不是那么简单。 可通过在前面加上 extern “C ” 以去除函数名修饰。也可通过 .def 文件去除函数名修饰。 |
不论是 C 程序文件中的输出函数还是 C++ 程序文件中的输出函数,函数名都会被修饰。 对于定义在 C 程序文件中的输出函数, An underscore (_) is prefixed to the name. The name is followed by the at sign (@) followed by the number of bytes (in decimal) in the argument list. 对于定义在 C++ 程序文件中的输出函数,好像更复杂,和 __cdecl 的情况类似。 好像只能通过 .def 文件去除函数名修饰。
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_beginthread 需要 __cdecl 的线程函数地址
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_beginthreadex 和 CreateThread 需要 __stdcall 的线程函数地址
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两者的参数传递顺序都是从右向左。 为了让 VB 可以调用,需要用 __stdcall 调用规范来定义 C/C++ 函数。请参看Microsoft KB153586 文章:How To Call C Functions That Use the _cdecl Calling Convention 。 当你 LoadLibrary 一个 DLL 文件后, 把 GetProcAddress 取得的函数地址传给上面三个线程生成函数时,请务必确认实际定义在 DLL 文件的输出函数符合调用规范要求。否则,编译成 Release 版后运行,可能会破坏堆栈,程序行为不可预测。 VC 中的相关编译开关:/Gd /Gr /Gz 。另外,VC6 中新增加的 /GZ 编译开关可以帮你检查堆栈问题。 我也是初学者,若有不对的地方、可以补充的地方,请指教。谢谢。 |
(补充)汇编语言视点的比较文章: Intel x86 Function-call Conventions - Assembly View
2. 论函数调用约定
转自:http://blog.csdn.net/fly2k5/archive/2005/12/05/544112.aspx
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CALLBACK。
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,参数首先由右向左压入堆栈。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_function,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。
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,thiscall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 <stdarg.h>
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
00401C1D 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。