解析VC++ Name Mangling 机制
摘要
在C++中，Name Mangling 是为了支持重载而加入的一项技术，目前C++ Name Mangling 并没有统一的标准，也没有较完整的中文文档化资料，所以本篇文章在VS2005环境中，解析C++ Name Mangling 的技术细节，以及怎样将VC Name Mangling后的名称还原为可读的形式。
目录
l VC环境中Name Mangling
n VC环境中C 语言的 Name Mangling
n VC环境中C++ 语言中的 Name Mangling
l 将Name Mangling 后的名称还原为可读的形式
Name Mangling 简介
Name Mangling 是一种在编译过程中，将函数、变量的名称重新改编的机制。在 C++重载、namespace等操作符下，函数可以有同样的名字，编译器为了区分各个不同地方的函数，将各个函数通过编译器内定的算法，将函数改成唯一的名称。
Name Mangling翻译成中文意思为：名字修饰、名字改编等，由于对这个翻译没有统一的约定，所以本文中采用英文表示。
在写VC++程序时，我们有时会遇到类似于“error LNK2019: unresolved external symbol "void __cdecl MyFun (void)" (?MyFun@@YAXXZ) referenced in function _wmain”的连接错误，此语句中“?MyFun@@YAXXZ”是VC Name Mangling后的结果。本文主要讨论Name Mangling 后名称还原为可读的方式。
本文首先讨论 VC 环境中，C/C++ 语言的 Name Mangling 算法机制。然后讨论手动将 C++ 语言 Name Mangling 后的字符串转换为函数的定义式，最后编码实现还原。
VC环境中Name Mangling
在VC中，微软采用了自己独特的Name Mangling技术，当然微软也为此Name Mangling技术申请了专利。
想要查看 VC 将函数名称 Name Mangling 的结果，只需将函数声明，不实现，然后调用之即可。
下面先讨论VC环境中C语言的Name Mangling技术，然后再讨论C++。
VC环境中C 语言的 Name Mangling
在VC中，也可以采用C语言编译器，只需要如下设置：Project à Property…à Configuration Properties à C/C++ à Advanced à Compile As，将其设为“(/TC)”即可。至于文件后缀是否为cpp，VC并不关心。
在 C 语言中，函数可以有如下声明方式（其中 __CALLTYPE 可以为 __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*);
我们先假设此处 CALLTYPE 为 __cdecl（即：#define __CALLTYPE __cdecl），在 VC 中，Name Mangling 结果如下：
1、_fun
2、_fun
3、_fun
4、_fun
5、_fun
由此可见，在 VC 编译 C 语言时（__cdecl），仅仅在函数名前加“_”。
我们再看看其他调用方式，如：__stdcall（#define __CALLTYPE __stdcall），结果如下：
1、_fun@0
2、_fun@0
3、_fun@4
4、_fun@12
5、_fun@8
最后，我们看看 __fastcall 的结果（#define __CALLTYPE __ fastcall）：
1、@fun@0
2、@fun@0
3、@fun@4
4、@fun@12
5、@fun@8
由此，我们可以得出结论，从被 Name Mangling 后的字符串推断出原来的函数名。
1、__cdecl
在此声明方式下，仅仅在函数名前加一个下划线，至于函数返回值、参数，完全没有处理。
2、__stdcall
在此声明方式下，在函数名前加一个下划线，然后紧跟“@”符号，最后是函数参数大小总和（注意：此总和包含了字节填充）。
3、__fastcall
在此声明方式下，跟 __stdcall 唯一不同的是，函数前面的下划线变为了“@”符号。
由上面 5 个实例函数，我们大概可以看到 VC 环境中，C 语言 Name Mangling 技术了，但也可以发现，从 Name Mangling 后的字符串，并不能得出函数原来的定义式。不同的定义式，Name Mangling 后的名称可以相同，由此也可以知道，C 语言不支持函数重载。
VC环境中C++ 语言中的 Name Mangling
在 C++ 语言中，函数需要支持重载，新增命名空间函数调用、类函数调用、运算符重载、模板函数等等，所以情况也比 C 语言复杂很多。
下面我们列举一些函数例子进行分析，函数可以有如下声明方式（其中 __CALLTYPE 可以为 __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);
我们仍先假设此处 CALLTYPE 为 __cdecl（即：#define __CALLTYPE __cdecl），在 VC 中，Name Mangling 结果如下：
1、?fun@@YAXXZ
2、?fun@@YAHXZ
3、?fun@@YAHH@Z
4、?fun@@YANHN@Z
5、?fun@@YAPAHPAHPAD@Z
6、?fun@ABCD@@QAAHXZ
7、??$fun@H@@YAHH@Z
由此可见，C++ 的 Name Mangling 技术比 C 语言的复杂很多。
我们挑选第一条分析一下，“？”表示一个函数的开始，用以区别于 C 语言的“_”，fun 为函数名称，“@@YA”表示函数调用约定为 __cdecl，“X”表示函数的参数为空，“XZ”为结束标识。
将上述名称还原为可读方式并不复杂，但要记住这些规则，考虑到所有组合方式却是一件比较复杂的事情，下面我们来看看一个比较复杂的函数调用，声明函数如下：
int fun（const CString&, const std::vector&）;
Name Mangling 后的结果为：
?fun@@YAHABV?$CStringT@_WV?$StrTraitATL@_WV?$ChTraitsCRT@_W@ATL@@@ATL@@@ATL@@ABV?$vector@NV?$allocator@N@std@@@std@@@Z
如此长的一串，用人脑来直接分析显然不符合实际，好在 Windows 提供了 API 函数用于解析字符串，具体解析办法，下面一节将详细解释。
将Name Mangling 后的名称还原为可读的形式
在 Windows 的DbgHelp.dll 导出函数中，UnDecorateSymbolName 是用于解析 Name Mangling 字符串的，具体函数的细节可以查看 MSDN。如下为实例代码：
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 中当我们输入如上的：?fun@@YAPAHPAHPAD@Z
程序得出的结果为：int * __cdecl fun(int *,char *)
注意：在 Xp 中，带有模板的 Name Mangling 字符串无法直接还原，如需还原，可以在 Vista、Win7 中运行此程序。
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[1]：关于函数调用约定的细节，可以查看我写的另一篇文章：“C/C++函数调用约定”。地址：http://blog.csdn.net/xt_xiaotian/archive/2010/03/10/5363633.aspx