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  • C/C++:函数的编译方式与调用约定以及extern “C”的使用


    函数在C++编译方式与C编译方式下的主要不同在于:因为C++引入了函数重载(overload),因此编译器对同名函数进行了名称重整(name mangle)。因此。在C++中引

    用其它C函数库时,须要对声明使用的函数做适当的处理。以告知编译器做出适应的名称处理。

    函数的调用约定涉及了函数參数的入栈顺序、清栈主体(负责清理栈的主体:函数自身还是调用函数者?)、部分名称重整。

    如,在C编译方式下有_stdcall、_cdecl等调用约定,在C++编译方式下也有_stdcall、_cedecl等调用约定。

    两个复杂修饰的样例:

    extern "C" _declspec(dllexport) int __cdecl Add(int a, int b); //C编译方式导出_cdecl调用约定函数

    typedef int (__cdecl*FunPointer)(int a, int b);


    转自:http://blog.csdn.net/H2SO2H2SO2/article/details/4207127

    1.编译方式

    c编译时函数名修饰约定规则:

    __stdcall调用约定在输出函数名前加上一个下划线前缀。后面加上一个“@”符号和其參数的字节数,格式为_functionname@number。 

    __cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀,格式为_functionname。 

    __fastcall调用约定在输出函数名前加上一个“@”符号,后面也是一个“@”符号和其參数的字节数,格式@functionname@number。

    它们均不改变输出函数名中的字符大写和小写,这和pascal调用约定不同。pascal约定输出的函数名无不论什么修饰且所有大写。

     

    c++编译时函数名修饰约定规则:

    __stdcall调用约定

    1、以“?

    ”标识函数名的開始,后跟函数名;

    2、函数名后面以“@@yg”标识參数表的開始,后跟參数表;

    3、參数表以代号表示:

    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--表示指针,后面的代号表明指针类型。假设同样类型的指针连续出现,以“0”取代,一个“0”代表一次反复;

    4、參数表的第一项为该函数的返回值类型,其后依次为參数的数据类型,指针标识在其所指数据类型前。 

    5、參数表后以“@z”标识整个名字的结束。假设该函数无參数。则以“z”标识结束。

    其格式为“?functionname@@yg*****@z”或“?

    functionname@@yg*xz”,比如 
    int test1-----“?

    test1@@yghpadk@z” 
    void test2-----“?test2@@ygxxz

    __cdecl调用约定

    规则同上面的_stdcall调用约定。仅仅是參数表的開始标识由上面的“@@yg”变为“@@ya”。

    __fastcall调用约定

    规则同上面的_stdcall调用约定,仅仅是參数表的開始标识由上面的“@@yg”变为“@@yi”。

    2.调用约定

    调用约定(Calling Convention)是指在程序设计语言中为了实现函数调用而建立的一种协议。这样的协议规定了该语言的函数中的參数传送方

    式、參数是否可变和由谁来处理堆栈等问题。不同的语言定义了不同的调用约定。

    在C++中,为了同意操作符重载和函数重载。C++编译器往往依照某种规则改写每个入口点的符号名,以便同意同一个名字(具有不同的參

    数类型或者是不同的作用域)有多个使用方法。而不会打破现有的基于C的链接器。这项技术通常被称为名称改编(Name Mangling)或者名称修

    饰(Name Decoration)。很多C++编译器厂商选择了自己的名称修饰方案。

    因此,为了使其他语言编写的模块(如Visual Basic应用程序、Pascal或Fortran的应用程序等)能够调用C/C++编写的DLL的函数,必须使

    用正确的调用约定来导出函数,而且不要让编译器对要导出的函数进行不论什么名称修饰。

    调用约定用来:(一)处理决定函数參数传送时入栈和(二)出栈的顺序由调用者还是被调用者把參数弹出栈),以及(三)编译器来识别函数

    称的名称修饰约定等问题。

    1、__cdecl

    __cdecl是C/C++和MFC程序默认使用的调用约定。也能够在函数声明时加上__cdeclkeyword来手工指定。採用__cdecl约定时。函数參数按

    照从右到左的顺序入栈,而且由调用函数者把參数弹出栈以清理堆栈

    因此。实现可变參数的函数仅仅能使用该调用约定

    因为每个使用

    __cdecl约定的函数都要包括清理堆栈的代码,所以产生的可运行文件大小会比較大。__cdecl能够写成_cdecl。


    2、__stdcall

    __stdcall调用约定用于调用Win32 API函数。採用__stdcal约定时,函数參数依照从右到左的顺序入栈。被调用的函数在返回前清理传送參

    数的栈,函数參数个数固定。

    因为函数体本身知道传进来的參数个数,因此被调用的函数能够在返回前用一条ret n指令直接清理传递參数的堆

    栈。

    __stdcall能够写成_stdcall。

    3、__fastcall

    __fastcall约定用于对性能要求很高的场合。__fastcall约定将函数的从左边開始的两个大小不大于4个字节(DWORD)的參数分别放在

    ECX和EDX寄存器。其余的參数仍旧自右向左压栈传送,被调用的函数在返回前清理传送參数的堆栈。__fastcall能够写成_fastcall。


    keyword__cdecl、__stdcall和__fastcall能够直接加在要输出的函数前。也能够在编译环境的Setting...->C/C++->Code Generation项选

    择。它们相应的命令行參数分别为/Gd、/Gz和/Gr。缺省状态为/Gd,即__cdecl。当加在输出函数前的keyword与编译环境中的选择不同一时候,直

    接加在输出函数前的keyword有效。

    3._stdcall与_cdecl调用约定对照

    在“windef.h”头文件里可找到:

    #define CALLBACK __stdcall
    
    #define WINAPI __stdcall
    
    #define WINAPIV __cdecl
    
    #define APIENTRY WINAPI
    
    #define APIPRIVATE __stdcall
    
    #define PASCAL __stdcall
    
    #define cdecl _cdecl
    
    #ifndef CDECL#define CDECL _cdecl
    
    #endif
    

    差点儿我们写的每个WINDOWS API函数都是__stdcall类型的,为什么?

    首先,我们谈一下两者之间的差别:WINDOWS的函数调用时须要用到栈(STACK,一种先入后出的存储结构)。

    当函数调用

    完毕后。栈须要清除,这里就是问题的关键,怎样清除?假设我们的函数使用了__cdecl。那么栈的清除工作是由调用者,用

    COM的术语来讲就是客户来完毕的。这样带来了一个棘手的问题,不同的编译器产生栈的方式不尽同样,那么调用者是否能正常

    的完毕清除工作呢?答案是不能

    假设使用__stdcall,上面的问题就攻克了,函数自己解决清除工作。所以。在跨(开发)平

    台的调用中。我们都使用__stdcall(尽管有时是以WINAPI的样子出现)。那么为什么还须要_cdecl呢?当我们遇到这种函

    数如fprintf()它的參数是可变的,不定长的,被调用者事先无法知道參数的长度,事后的清除工作也无法正常的进行。因此,这

    种情况我们仅仅能使用_cdecl

    注意:

    1、_beginthread须要__cdecl的线程函数地址。_beginthreadex和CreateThread须要__stdcall的线程函数地址

    2、一般WIN32的函数都是__stdcall。并且在Windef.h中有例如以下的定义:

    #define CALLBACK __stdcall

    #define WINAPI __stdcall

    3、复杂函数声明或指针的修饰符演示样例:

    extern "C" _declspec(dllexport) int __cdecl Add(int a, int b);

    typedef int (__cdecl*FunPointer)(int a, int b);

    4、extern ”C” 的作用參考:http://hi.baidu.com/qinfengxiaoyue/item/8bd89e81d1cbeb5226ebd9b4

    为什么标准头文件都有类似下面的结构?

      #ifndef __INCvxWorksh
    
      #define __INCvxWorksh
    
      #ifdef __cplusplus
    
      extern "C" {
    
      #endif
    
      /*...*/
    
      #ifdef __cplusplus
    
      }
    
      #endif
    
      #endif /* __INCvxWorksh */
    

    显然,头文件里的编译宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止该头文件被反复引用。

    那么

    #ifdef __cplusplus

    extern "C" {

    #endif

    #ifdef __cplusplus

    }

    #endif

    的作用又是什么呢?

    答:被extern "C" 修饰的变量和函数是依照C语言方式编译和连接的;即为实现C++与C语言的混合编程。

    明确了C++中extern "C"的设立动机,我们以下来详细分析extern "C"通常的使用技巧。

    extern "C"的惯使用方法:

    (1)在C++中引用C语言中的函数和变量,在包括C语言头文件(如果为cExample.h)时。需进行下列处理:

    extern "C"

    {

    #include "cExample.h"

    }

    而在C语言的头文件里。对其外部函数仅仅能指定为extern类型,C语言中不支持extern "C"声明。在.c文件里包括了extern "C"时会出现编

    译语法错误。

    以C++引用C函数样例project中包括的三个文件的源码例如以下:

      /* c语言头文件:cExample.h */
    
      #ifndef C_EXAMPLE_H
    
      #define C_EXAMPLE_H
    
      extern int add(int x,int y);
    
      #endif
    
      /* c语言实现文件:cExample.c */
    
      #include "cExample.h"
    
      int add( int x, int y )
    
      {
    
      return x + y;
    
      }
    

     

      // c++实现文件。调用add:cppFile.cpp
    
      extern "C"
    
      {
    
      #include "cExample.h"
    
      }
    
      int main(int argc, char* argv[])
    
      {
    
      add(2,3);
    
      return 0;
    
      }
    

    假设C++调用一个C语言编写的.DLL时,当包含.DLL的头文件或声明接口函数时。应加extern "C" { }。

    (2)在C中引用C++语言中的函数和变量时,C++的头文件里的函数声明需加入前缀extern "C",可是在C语言中不能直接引用

    已由extern "C"修饰过的函数声明或变量的头文件(由于C编译方式不支持extern “C” keyword),应该在C中将须要引用的C++

    函数的声明为extern类型。

    以C引用C++函数样例project中包括的三个文件的源码例如以下:

      //C++头文件 cppExample.h
    
      #ifndef CPP_EXAMPLE_H
    
      #define CPP_EXAMPLE_H
    
      extern "C" int add( int x, int y );
    
      #endif
    
      //C++实现文件 cppExample.cpp
    
      #include "cppExample.h"
    
      int add( int x, int y )
    
      {
    
      return x + y;
    
      }
    

     

      /* C实现文件 cFile.c
    
      /* 但这样会编译出错:#include "cExample.h",由于C编译不支持extern "C" keyword */
    
      extern int add( int x, int y );
    
      int main( int argc, char* argv[] )
    
      {
    
      add( 2, 3 );
    
      return 0;
    
      }
    

    5、MFC提供了一些宏,能够使用AFX_EXT_CLASS来取代__declspec(DLLexport)。并修饰类名,从而导出类。

    AFX_API_EXPORT来修饰函数,AFX_DATA_EXPORT来修饰变量

    AFX_CLASS_IMPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_API_IMPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_DATA_IMPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_CLASS_EXPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_API_EXPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_DATA_EXPORT:__declspec(DLLexport)

    AFX_EXT_CLASS:#ifdef _AFXEXT

    AFX_CLASS_EXPORT

    #else

    AFX_CLASS_IMPORT

    6、DLLMain负责初始化(Initialization)和结束(Termination)工作,每当一个新的进程或者该进程的新的线程訪问DLL时,或

    者訪问DLL的每个进程或者线程不再使用DLL或者结束时,都会调用DLLMain。可是。使用TerminateProcess或

    TerminateThread结束进程或者线程。不会调用DLLMain。

    7、一个DLL在内存中仅仅有一个实例

    DLL程序和调用其输出函数的程序的关系:

    1)、DLL与进程、线程之间的关系

    DLL模块被映射到调用它的进程的虚拟地址空间。

    DLL使用的内存从调用进程的虚拟地址空间分配。仅仅能被该进程的线程所訪问。

    DLL的句柄能够被调用进程使用;调用进程的句柄能够被DLL使用。

    DLL能够有自己的数据段,但没有自己的堆栈。使用调用进程的栈。与调用它的应用程序同样的堆栈模式。

    2)、关于共享数据段

    DLL定义的全局变量能够被调用进程訪问;DLL能够訪问调用进程的全局数据。

    使用同一DLL的每个进程都有自己的DLL全局

    变量实例。假设多个线程并发訪问同一变量。则须要使用同步机制。对一个DLL的变量,假设希望每一个使用DLL的线程都有自己

    的值,则应该使用线程局部存储(TLS,Thread Local Strorage).

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