解析VC++ Name Mangling 機制
摘要
在C++中，Name Mangling 是爲了支持重載而加入的一項技術，目前C++ Name Mangling 並沒有統一的標準，也沒有較完整的中文文檔化資料，所以本篇文章在VS2005環境中，解析C++ Name Mangling 的技術細節，以及怎樣將VC Name Mangling後的名稱還原爲可讀的形式。
目錄
l VC環境中Name Mangling
n VC環境中C 語言的 Name Mangling
n VC環境中C++ 語言中的 Name Mangling
l 將Name Mangling 後的名稱還原爲可讀的形式
Name Mangling 簡介
Name Mangling 是一種在編譯過程中，將函數、變量的名稱重新改編的機制。在 C++重載、namespace等操作符下，函數可以有同樣的名字，編譯器爲了區分各個不同地方的函數，將各個函數通過編譯器內定的算法，將函數改成唯一的名稱。
Name Mangling翻譯成中文意思爲：名字修飾、名字改編等，由於對這個翻譯沒有統一的約定，所以本文中採用英文表示。
在寫VC++程序時，我們有時會遇到類似於“error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl MyFun (void)" (?MyFun@@YAXXZ) referenced in function _wmain”的連接錯誤，此語句中“?MyFun@@YAXXZ”是VC Name Mangling後的結果。本文主要討論Name Mangling 後名稱還原爲可讀的方式。
本文首先討論 VC 環境中，C/C++ 語言的 Name Mangling 算法機制。然後討論手動將 C++ 語言 Name Mangling 後的字符串轉換爲函數的定義式，最後編碼實現還原。
VC環境中Name Mangling
在VC中，微軟採用了自己獨特的Name Mangling技術，當然微軟也爲此Name Mangling技術申請了專利。
想要查看 VC 將函數名稱 Name Mangling 的結果，只需將函數聲明，不實現，然後調用之即可。
下面先討論VC環境中C語言的Name Mangling技術，然後再討論C++。
VC環境中C 語言的 Name Mangling
在VC中，也可以採用C語言編譯器，只需要如下設置：Project à Property…à Configuration Properties à C/C++ à Advanced à Compile As，將其設爲“(/TC)”即可。至於文件後綴是否爲cpp，VC並不關心。
在 C 語言中，函數可以有如下聲明方式（其中 __CALLTYPE 可以爲 __cdecl、__stdcall、__fastcall等）[1]：
1、void __CALLTYPE fun();
2、int __CALLTYPE fun();
3、int __CALLTYPE fun(int);
4、double __CALLTYPE fun(int, double);
5、int* __CALLTYPE fun(int*, char*);
我們先假設此處 CALLTYPE 爲 __cdecl（即：#define __CALLTYPE __cdecl），在 VC 中，Name Mangling 結果如下：
1、_fun
2、_fun
3、_fun
4、_fun
5、_fun
由此可見，在 VC 編譯 C 語言時（__cdecl），僅僅在函數名前加“_”。
我們再看看其他調用方式，如：__stdcall（#define __CALLTYPE __stdcall），結果如下：
1、_fun@0
2、_fun@0
3、_fun@4
4、_fun@12
5、_fun@8
最後，我們看看 __fastcall 的結果（#define __CALLTYPE __ fastcall）：
1、@fun@0
2、@fun@0
3、@fun@4
4、@fun@12
5、@fun@8
由此，我們可以得出結論，從被 Name Mangling 後的字符串推斷出原來的函數名。
1、__cdecl
在此聲明方式下，僅僅在函數名前加一個下劃線，至於函數返回值、參數，完全沒有處理。
2、__stdcall
在此聲明方式下，在函數名前加一個下劃線，然後緊跟“@”符號，最後是函數參數大小總和（注意：此總和包含了字節填充）。
3、__fastcall
在此聲明方式下，跟 __stdcall 唯一不同的是，函數前面的下劃線變爲了“@”符號。
由上面 5 個實例函數，我們大概可以看到 VC 環境中，C 語言 Name Mangling 技術了，但也可以發現，從 Name Mangling 後的字符串，並不能得出函數原來的定義式。不同的定義式，Name Mangling 後的名稱可以相同，由此也可以知道，C 語言不支持函數重載。
VC環境中C++ 語言中的 Name Mangling
在 C++ 語言中，函數需要支持重載，新增命名空間函數調用、類函數調用、運算符重載、模板函數等等，所以情況也比 C 語言複雜很多。
下面我們列舉一些函數例子進行分析，函數可以有如下聲明方式（其中 __CALLTYPE 可以爲 __cdecl、__stdcall、__fastcall等）[1]：
1、void __CALLTYPE fun();
2、int __CALLTYPE fun();
3、int __CALLTYPE fun(int);
4、double __CALLTYPE fun(int, double);
5、int* __CALLTYPE fun(int*, char*);
6、class ABCD
{
public:
int __CALLTYPE fun();
};
7、template<typename T>
int fun(typename T);
我們仍先假設此處 CALLTYPE 爲 __cdecl（即：#define __CALLTYPE __cdecl），在 VC 中，Name Mangling 結果如下：
1、?fun@@YAXXZ
2、?fun@@YAHXZ
3、?fun@@YAHH@Z
4、?fun@@YANHN@Z
5、?fun@@YAPAHPAHPAD@Z
6、?fun@ABCD@@QAAHXZ
7、??$fun@H@@YAHH@Z
由此可見，C++ 的 Name Mangling 技術比 C 語言的複雜很多。
我們挑選第一條分析一下，“？”表示一個函數的開始，用以區別於 C 語言的“_”，fun 爲函數名稱，“@@YA”表示函數調用約定爲 __cdecl，“X”表示函數的參數爲空，“XZ”爲結束標識。
將上述名稱還原爲可讀方式並不複雜，但要記住這些規則，考慮到所有組合方式卻是一件比較複雜的事情，下面我們來看看一個比較複雜的函數調用，聲明函數如下：
int fun（const CString&, const std::vector&）;
Name Mangling 後的結果爲：
?fun@@YAHABV?$CStringT@_WV?$StrTraitATL@_WV?$ChTraitsCRT@_W@ATL@@@ATL@@@ATL@@ABV?$vector@NV?$allocator@N@std@@@std@@@Z
如此長的一串，用人腦來直接分析顯然不符合實際，好在 Windows 提供了 API 函數用於解析字符串，具體解析辦法，下面一節將詳細解釋。
將Name Mangling 後的名稱還原爲可讀的形式
在 Windows 的DbgHelp.dll 導出函數中，UnDecorateSymbolName 是用於解析 Name Mangling 字符串的，具體函數的細節可以查看 MSDN。如下爲實例代碼：
void UnDecorateName()
{
char szDecorateName[1024] = {0};
char szUnDecorateName[2048] = {0};
printf("Please Input Decorated Name: ");
scanf("%s", szDecorateName);
if (UnDecorateSymbolName(szDecorateName, szUnDecorateName, sizeof(szUnDecorateName), UNDNAME_COMPLETE) == 0)
{
printf("UnDecorateSymbolName Failed. GetLastError() = %d", GetLastError());
getchar();
return;
}
printf("The UnDecorated Name Is: %s/r/n", szUnDecorateName);
getchar();
return;
}
在 Xp 中當我們輸入如上的：?fun@@YAPAHPAHPAD@Z
程序得出的結果爲：int * __cdecl fun(int *,char *)
注意：在 Xp 中，帶有模板的 Name Mangling 字符串無法直接還原，如需還原，可以在 Vista、Win7 中運行此程序。
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[1]：關於函數調用約定的細節，可以查看我寫的另一篇文章：“C/C++函數調用約定”。地址：http://blog.csdn.net/xt_xiaotian/archive/2010/03/10/5363633.aspx