CALLBACK, WINAPI, AFXAPI和函數調用方式

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1. CALLBACK,WINAPI和AFXAPI到底是什麼?它們分別在什麼地方被定義的?

在頭文件windef.h中,CALLBACK, WINAPI, APIENTRY

……

#define CALLBACK  __stdcall

#define WINAPI         __stdcall

#define WINAPIV       __cdecl

#define APIENTRY    WINAPI

……

 

在頭文件AFXVER_.H中,AFXAPI的定義如下:

    ……

   // AFXAPI is used on global public functions

#ifndef AFXAPI

        #define AFXAPI __stdcall

#endif

    ……

 

2. __stdcall和__cdecl有什麼作用?他們的區別是什麼?

a. __stdcall是新標準C/C++函數的調用方法。從底層上說,使用這種調用方法參數的進棧順序和標準C調用(__cdecl方法)是一樣的,都

  是從右到左,但是__stdcall採用自動清棧的方式,而__cdecl是手工清棧。

b. windows規定,凡事由它來負責調用的函數必須定義爲_stdcall類型,比如回調函數、WinMain函數等。

c. 如果沒有顯試聲明的話,函數的調用方法默認是__cdecl。

 

3. 調用約定種類

   一共有5中函數調用約定(calling convention),它決定一下內容:

   1) 函數參數的壓棧順序

   2) 由調用者還是被調用者把參數彈出棧

   3) 產生函數修飾名的方法

 

__stdcall調用約定:

函數的參數自右向左通過棧傳遞,被調用的函數在返回前清理傳送參數的內存棧,

 

__cdecl調用約定:

是C和C++程序的缺省調用方式。每一個調用它的函數都包含清空堆棧的代碼,所以產生的可執行文件大小會比調用__stdcall函數的大。函數採用從右到左的壓棧方式。注意:對於可變參數的成員函數,始終使用__cdecl的轉換方式。

 

__fastcall調用約定:

它是通過寄存器來傳送參數的(實際上,它用ECX和EDX傳送前兩個雙字(DWORD)或更小的參數,剩下的參數仍舊自右向左壓棧傳送,被調用的函數在返回前清理傳送參數的內存棧)。

 

thiscall調用約定:

僅僅應用於"C++"成員函數。this指針存放於CX寄存器,參數從右到左壓。thiscall不是關鍵詞,因此不能被程序員指定。

 

naked call調用約定:

採用上述4種調用約定時,如果必要的話,進入函數時編譯器會產生代碼來保存ESI,EDI,EBX,EBP寄存器,退出函數時則產生代碼恢復這些寄存器的內容。naked call不產生這樣的代碼。naked call不是類型修飾符,故必須和_declspec共同使用。

 

關鍵字 __stdcall、__cdecl 和 __fastcall 可以直接加在要輸出的函數前,也可以在編譯環境的 Setting...\C/C++ \Code Generation 項選擇。當加在輸出函數前的關鍵字與編譯環境中的選擇不同時,直接加在輸出函數前的關鍵字有效。它們對應的命令行參數分別爲/Gz、/Gd 和 /Gr。缺省狀態爲/Gd,即__cdecl。缺省狀態爲__cdecl。

 

4. 名字修飾約定

"C" 或者 "C++" 函數在內部(編譯和鏈接)通過修飾名識別。修飾名是編譯器在編譯函數定義或者原型時生成的字符串。有些情況下使用函數的修飾名是必要的,如在模塊定義文件裏頭指定輸出"C++"重載函數、構造函數、析構函數,又如在彙編代碼裏調用"C""或"C++"函數等。修飾名由函數名、類名、調用約定、返回類型、參數等共同決定。函數名修飾約定隨編譯種類(C或C++)和調用約定的不同而不同,下面分別說明。

 

C編譯時函數名修飾約定規則:

__stdcall調用約定:

    在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,後面加上一個"@"符號和其參數的字節數,格式爲 _functionname@number。

 

__cdecl調用約定:

    僅在輸出函數名前加上一個下劃線前綴,格式爲 _functionname。

 

__fastcall調用約定:

    在輸出函數名前加上一個"@"符號,後面也是一個"@"符號和其參數的字節數,格式爲@functionname@number。

 

它們均不改變輸出函數名中的字符大小寫。

 

C++編譯時函數名修飾約定規則:

__stdcall調用約定:

以"?"標識函數名的開始,後跟函數名;函數名後面以"@@YG"標識參數表的開始,後跟參數表;

參數表以代號表示:

    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——表示指針,後面的代號表明指針類型,如果相同類型的指針連續出現,以"0"代替,一個"0"代表一次重複;

 

參數表的第一項爲該函數的返回值類型,其後依次爲參數的數據類型,指針標識在其所指數據類型前。

參數表後以"@Z"標識整個名字的結束,如果該函數無參數,則以"Z"標識結束。其格式爲

    "?functionname@@YG*****@Z" 或 "?functionname@@YG*XZ",

    例如

    int Test1(char *var1,unsigned long)    -----“?Test1@@YGHPADK@Z”

    void Test2()              -----“?Test2@@YGXXZ”(第一個X表示返回類型,第二個X表示參數類型)

 

__cdecl調用約定:

    規則同上面的_stdcall調用約定,只是參數表的開始標識由上面的"@@YG"變爲"@@YA"。VC++對函數的省缺聲明是"__cedcl",將只能被C/C++調用。

 

__fastcall調用約定:

    規則同上面的_stdcall調用約定,只是參數表的開始標識由上面的"@@YG"變爲"@@YI"。

 

對於C++的類成員函數(其調用方式是thiscall),函數的名字修飾與非成員的C++函數稍有不同,首先就是在函數名字和參數表之間插入以“@”字符引導的類名;其次是參數表的開始標識不同,公有(public)成員函數的標識是“@@QAE”,保護(protected)成員函數的標識是“@@IAE”,私有(private)成員函數的標識是“@@AAE”,如果函數聲明使用了const關鍵字,則相應的標識應分別爲“@@QBE”,“@@IBE”和“@@ABE”。如果參數類型是類實例的引用,則使用“AAV1”,對於const類型的引用,則使用“ABV1”。下面就以類CTest爲例說明C++成員函數的名字修飾規則:

class CTest

{

......

private:

    void Function(int);

protected:

    void CopyInfo(const CTest &src);

public:

    long DrawText(HDC hdc, long pos, const TCHAR* text, RGBQUAD color, BYTE bUnder, bool bSet);

    long InsightClass(DWORD dwClass) const;

......

};

對於成員函數Function,其函數修飾名爲“?Function@CTest@@AAEXH@Z”,字符串“@@AAE”表示這是一個私有函數。“X”表示返回類型爲void,“H”表示參數類型爲int類型。

 

成員函數CopyInfo只有一個參數,是對類CTest的const引用參數,其函數修飾名爲“?CopyInfo@CTest@@IAEXABV1@@Z”。

 

DrawText是一個比較複雜的函數聲明,不僅有字符串參數,還有結構體參數和HDC句柄參數,需要指出的是HDC實際上是一個HDC__結構類型的指針,這個參數的表示就是“PAUHDC__@@”,其完整的函數修飾名爲“?DrawText@CTest@@QAEJPAUHDC__@@JPBDUtagRGBQUAD@@E_N@Z”。

 

InsightClass是一個共有的const函數,它的成員函數標識是“@@QBE”,完整的修飾名就是“?InsightClass@CTest@@QBEJK@Z”。

 

舉例:

比如動態鏈接庫a有以下導出函數:

long MakeFun(long lFun);

動態庫生成的時候採用的函數調用約定是__stdcall,所以編譯生成的a.dll中函數MakeFun的調用約定是_stdcall,也就是函數調用時參數從右向左入棧,函數返回時自己還原堆棧。現在某個程序模塊b要引用a中的MakeFun,b和a一樣使用C++方式編譯,只是b模塊的函數調用方式是__cdecl,由於b包含了a提供的頭文件中MakeFun函數聲明,所以MakeFun在b模塊中被其它調用MakeFun的函數認爲是__cdecl調用方式,b模塊中的這些函數在調用完MakeFun當然要幫着恢復堆棧啦,可是MakeFun已經在結束時自己恢復了堆棧,b模塊中的函數這樣多此一舉就引起了棧指針錯誤,從而引發堆棧異常。宏觀上的現象就是函數調用沒有問題(因爲參數傳遞順序是一樣的),MakeFun也完成了自己的功能,只是函數返回後引發錯誤。解決的方法也很簡單,只要保證兩個模塊的在編譯時設置相同的函數調用約定就行了。

 

現在再假定兩個模塊在編譯的時候都採用__stdcall調用約定,但是a.dll使用C語言的語法編譯的(C語言方式),所以a.dll的載入庫a.lib中MakeFun函數的名字修飾就是“_MakeFun@4”。b包含了a提供的頭文件中MakeFun函數聲明,但是由於b採用的是C++語言編譯,所以MakeFun在b模塊中被按照C++的名字修飾規則命名爲“?MakeFun@@YGJJ@Z”,編譯過程相安無事,鏈接程序時c++的鏈接器就到a.lib中去找“?MakeFun@@YGJJ@Z”,但是a.lib中只有“_MakeFun@4”,沒有“?MakeFun@@YGJJ@Z”,於是鏈接器就報告:

error LNK2001: unresolved external symbol ?MakeFun@@YGJJ@Z

解決的方法和簡單,就是要讓b模塊知道這個函數是C語言編譯的,extern "C"可以做到這一點。一個採用C語言編譯的庫應該考慮到使用這個庫的程序可能是C++程序(使用C++編譯器),所以在設計頭文件時應該注意這一點。通常應該這樣聲明頭文件:

#ifdef _cplusplus

extern "C" {

#endif

long MakeFun(long lFun);

#ifdef _cplusplus

}

#endif

這樣C++的編譯器就知道MakeFun的修飾名是“_MakeFun@4”,就不會有鏈接錯誤了。

 

許多人不明白,爲什麼我使用的編譯器都是VC的編譯器還會產生“error LNK2001”錯誤?其實,VC的編譯器會根據源文件的擴展名選擇編譯方式,如果文件的擴展名是“.C”,編譯器會採用C的語法編譯,如果擴展名是“.cpp”,編譯器會使用C++的語法編譯程序,所以,最好的方法就是使用extern "C"。

 

5. 單看函數的名字修飾

有兩種方式可以檢查你的程序中的函數的名字修飾:使用編譯輸出列表或使用Dumpbin工具。使用/FAc,/FAs或/FAcs命令行參數可以讓編譯器輸出函數或變量名字列表。使用dumpbin.exe /SYMBOLS命令也可以獲得obj文件或lib文件中的函數或變量名字列表。此外,還可以使用 undname.exe 將修飾名轉換爲未修飾形式。

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