C&C++ Calling Convention

tkorays(tkorays@hotmail.com)

调用约定(Calling Convention) 是计算机编程中一个比较底层的设计，它主要涉及：

函数参数通过寄存器传递还是栈？
函数参数从左到右还是从右到左压栈？
是否支持可变参数函数（vararg function or variadic function）。
是否需要函数原型？
怎么修饰函数名，唯一标识函数？
调用者(caller)还是被调用者(called or callee)清理堆栈？

1. Calling Conventions

在C和C++中有几种调用约定：__cdecl, __stdcall, __fastcall, __thiscall, __clrcall, __vectorcall。下面首先介绍几种调用约定。

1.1 __cdecl

C Declaration Calling Convention，C声明调用约定。它是C和C++默认的调用约定。特点：

堆栈由调用者清除（手动清除）。
参数从右到左压栈。
支持可变参数（函数自己并不知道自己有多少个参数，因此需要调用者来清除）。
编译后函数名改编为：“_函数名”。如_funcname。

1.2 __stdcall

Standard Calling Convention，标准调用约定。又称为Pascal Convention。特点：

被调用函数自动将参数弹出栈。
参数从右到坐压栈（和__cdecl一样），如果调用类的成员函数，最后压入this指针。
需要一个函数原型，不支持变参函数。
函数名改编：“_函数名@参数字节大小十进制”。如_funcname@8。

1.3 __fastcall

Fast Calling Convention，快速调用约定。通过使用寄存器解决效率问题。特点：

函数参数部分通过寄存器传递，函数中最左的两个DWORD（寄存器大小是双字）或者更小的参数，通过寄存器传递。剩下的从右到左堆栈传递。
函数名改编：“@函数名@函数参数字节大小十进制”。
返回方式同__stdcall。

1.4 __thiscall

主要用于x86系统中C++的类的成员函数调用，使用寄存器ecx来传递this指针。参数从右往左压栈，返回方式同__stdcall，由被调用者自己清除堆栈。

1.5 __clrcall

__clrcall是C++ .Net里面的。

1.6 __vectorcall

要求尽可能在寄存器中传递参数。函数名改编为”@@函数名@参数字节数十进制”。这是微软自己添加的标准。总结

除了__cdecl（以及__clrcall），其他的都是被调用者清除堆栈。

2. 函数名修饰

2.1 C++中函数名修饰

在C语言中不存在重载，因此不需要担心同名函数问题，但是在C++中，使用C中的函数名修饰方式就存在问题。对于重载的函数，仅仅凭函数名和参数内存大小无法完全区分；类的成员函数表示并没有说明。所以在C++中，对于函数名改编需要一套策略。函数名格式大致如?FuncName@@YGXZ这种形式。

修饰名以?开始，后面接函数名。
函数名后为@@YG、@@YA、@@YI，分别代表stdcall、cdecl、fastcall。
@@YG等后面接着参数类型字符，第一个表示返回值类型。
字符串以@Z结束，如果函数没有参数，则直接以Z结束。

参数符号如下：

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: 指针
PB: const指针
U: struct

所以int __stdcall fa();可以改编为：?fa@@YGHXZ；char* fb(int,bool);改编为?fb@@YAPADH_N@Z。

所以在C++中函数名改编和C不同，如果需要遵循C中的改编方式，可以使用extern "C"{}。

2.2 C++成员函数名修饰

类的成员函数的调用方式为thiscall，其函数名修饰方式和普通函数有些差别。成员函数名改编需在函数名和参数中间插入类名。且需要指定函数一些性质，如

public为@@QAE，protected为@@IAE，private为@@AAE
如果函数声明为const，则public为@QBE，protected为@@IBE，private为@@ABE。
如果参数类型是类实例的引用，则使用“AAV1”，const引用则为ABV1。

如：

?FuncA@ClassA@@QAEXH@Z表示void ClassA::FuncA(int);。
?FuncB@ClassA@@QAEXABV1@Z表示void ClassA::FuncB(const ClassA&);