[转]函数调用方式的区别: thiscall, __cdecl, __stdcall

前几天在CSDN看到yc_8301写的一篇介绍VC中的几种函数调用方法区别的文章,一下子释放了我的好奇心。先前也听说过诸如__cdecl和__stdcall的区别,但也只是泛泛地介绍一下前一种调用(__cdecl)由主调函数负责参数压栈,同时主调函数负责栈(Stack)的恢复。后一种调用(__stdcall)由主调函数负责参数压栈,由函数本身负责栈的恢复。但终究觉得不过隐,觉得__cdecl和__stdcall仍然有些"犹报琵琶半遮面",经YC_8301的一提醒,顿时开朗,在此表示感谢!

本文转自: http://blog.csdn.net/yc_8301/archive/2007/10/08/1814744.aspx

预知更清楚的表述,请朋友们至原文作者Blog: http://blog.csdn.net/yc_8301/

详查。本文对于原文做了些"篡改",请原作者多多包涵。此外本文示例所用的平台:WinXP + VC6.0


通常在使用VC进行函数定义时会指定该函数调用方式,诸如:

int __stdcall max(int a, int b)
{
 return a>b?a:b;
}
int __cdecl min(int a, int b)
{
  return a<b?a:b;
}
bool __fastcall equal(int a, int b)
{
  return a=b?true:false;
}

首先,让我们来分个类,调用方法分为两大类另加一个较特殊的__thiscall.

  1. __stdcall,别名:WINAPI,CALLBACK,PASCAL。该类特点是:主调函数负责参数入栈,由函数本身负责栈的恢复.
  2. __cdecl,别名:C/C++中默认调用方式,若你定义函数未指定函数调用约定(Calling Conventions),例如在VC6中下面两个函数的调用约定是等价的:
int max(int a, int b)
{
  return a>b?a:b;
}
int __cdecl min(int a, int b)
{
  return a<b?a:b;
}

该类调用约定的特点是:由主调函数负责参数入栈,并由主调函数负责线的恢复.

__thiscall比较特殊,只用于类成员函数调用,你甚至不能强制指定这个函数调用约定。它是由C/C++编译器自动添加的。在C/C++中类成员函数会默认传入一个this指针,对于此,在默入情况下,C/C++中类成员函数通过此类调用约定来指定this指针.

接着介绍一下__thiscall__thiscall是关于类的一种调用方式.它与其他调用方式的最大区别是:

__thiscall对每个函数都增加了一个类指针参数

class   aa
{
  void   bb(int   cc);
};

实际上bb的函数原形是void bb(aa &this, int cc);

__cdecl的调用方式介绍, 即C和C++缺省调用方式

例子:

void   Input(   int   &m,int   &n);
/*相当于void   __cdecl   Input(int   &m,int   &n);*/

以下是相应的汇编代码:

00401068 lea eax,[ebp-8]    ;取[ebp-8]地址(ebp-8),存到eax
0040106B push eax           ;然后压栈
0040106C lea ecx,[ebp-4]    ;取[ebp-4]地址(ebp-4),存到ecx
0040106F push ecx           ;然后压栈
00401070 call @ILT+5(Input) (0040100a)    ;然后调用Input函数
00401075 add esp,8          ;恢复栈

从以上调用Input函数的过程可以看出:在调用此函数之前,首先压栈ebp-8,然后压栈ebp-4,然后调用函数Input,最后Input函数调用结束后,利用esp+8恢复栈。由此可见,在C语言调用中默认的函数修饰_cdecl,由主调用函数进行参数压栈并且恢复堆栈。

下面看一下:地址ebp-8ebp-4是什么? 在VC中点击VIEW->debug windows->Registers, 显示寄存器变量值,然后选debug windows->Memory,输入ebp-8的值和ebp-4的值(或直接输入ebp-8-4),看一下这两个地址实际存储的是什么值,实际上是变量n的地址(ebp-8),m的地址(ebp-4).

由此可以看出:在主调用函数中进行实参的压栈并且顺序是从右到左。另外,由于实参是相应的变量的引用,也证明实际上引用传递的是变量的地址(类似指针)。

总结:在C或C++语言调用中默认的函数修饰_cdecl,由主调用函数进行参数压栈并且恢复堆栈,实参的压栈顺序是从右到左,最后由主调函数进行堆栈恢复。由于主调用函数管理堆栈,所以可以实现变参函数。另外,命名修饰方法是在函数前加一个下划线_.

_stdcall 调用约定介绍, 实际上就是PASCAL,CALLBACK,WINAPI

例子:

void WINAPI Input( int &m,int &n);

看一下相应调用的汇编代码:

00401068 lea eax,[ebp-8]
0040106B push eax
0040106C lea ecx,[ebp-4]
0040106F push ecx
00401070 call @ILT+5(Input) (0040100a)

从以上调用Input函数的过程可以看出:在调用此函数之前,首先压栈ebp-8,然后压栈ebp-4,然后调用函数Input,在调用函数Input之后,没有相应的堆栈恢复工作(为其它的函数调用,所以我没有列出)下面再列出Input函数本身的汇编代码:(实际此函数不大,但做汇编例子还是大了些,大家可以只看前和后,中间代码与此例子无关)

39:   void   WINAPI   Input(   int   &m,int   &n)
40:   {
00401110   push   ebp
00401111   mov   ebp,esp
00401113   sub   esp,48h
00401116   push   ebx
00401117   push   esi
00401118   push   edi
00401119   lea   edi,[ebp-48h]
0040111C   mov   ecx,12h
00401121   mov   eax,0CCCCCCCCh
00401126   rep   stos   dword   ptr   [edi]
41:   int   s,i;
42:
43:   while(1)
00401128   mov   eax,1
0040112D   test   eax,eax
0040112F   je   Input+0C1h   (004011d1)
44:   {
45:   printf("\nPlease   input   the   first   number   m:");
00401135   push   offset   string   "\nPlease   input   the   first   number   m"...   (004260b8)
0040113A   call   printf   (00401530)
0040113F   add   esp,4
46:   scanf("%d",&m);
00401142   mov   ecx,dword   ptr   [ebp+8]
00401145   push   ecx
00401146   push   offset   string   "%d"   (004260b4)
0040114B   call   scanf   (004015f0)
00401150   add   esp,8
47:
48:   if   (   m=   s   )
004011B3   mov   eax,dword   ptr   [ebp+8]
004011B6   mov   ecx,dword   ptr   [eax]
004011B8   cmp   ecx,dword   ptr   [ebp-4]
004011BB   jl   Input+0AFh   (004011bf)
57:   break;
004011BD   jmp   Input+0C1h   (004011d1)
58:   else
59:   printf("   m   <   n*(n+1)/2,Please   input   again!\n");
004011BF   push   offset   string   "   m   <   n*(n+1)/2,Please   input   agai"...   (00426060)
004011C4   call   printf   (00401530)
004011C9   add   esp,4
60:   }
004011CC   jmp   Input+18h   (00401128)
61:
62:   }
004011D1   pop   edi
004011D2   pop   esi
004011D3   pop   ebx
004011D4   add   esp,48h
004011D7   cmp   ebp,esp
004011D9   call   __chkesp   (004015b0)
004011DE   mov   esp,ebp
004011E0   pop   ebp
004011E1   ret   8

之后,我们看到在函数末尾部分,有ret 8,明显是恢复堆栈,由于在32位C++中,变量地址为4个字节(int也为4个字节),所以弹栈两个地址即8个字节。由此可以看出:在主调用函数中负责压栈,在被调用函数中负责恢复堆栈。因此不能实现变参函数,因为被调函数不能事先知道弹栈数量,但在主调函数中是可以做到的,因为参数数量由主调函数确定。

下面再看一下,ebp-8ebp-4这两个地址实际存储的是什么值,ebp-8地址存储的是n的值,ebp-4存储的是m的值。说明也是从右到左压栈,进行参数传递。

总结:_stdcall在主调用函数中负责压栈,在被调用函数中负责弹出堆栈中的参数,并且负责恢复堆栈。因此不能实现变参函数,参数传递是从右到左。另外,命名修饰方法是在函数前加一个下划线_,在函数名后有符号@,在@后面紧跟参数列表中的参数所占字节数(10进制),如:void Input(int &m,int &n),被修饰成:_Input@8 对于大多数api函数以及窗口消息处理函数皆用CALLBACK,所以调用前,主调函数会先压栈,然后api函数自己恢复堆栈。

如:

push   edx
push   edi
push   eax
push   ebx
call   getdlgitemtexta

最后,在SDK中输出API函数的时候,经常会利用WINAPI对函数进行约定,WINAPI在WIN32中,它被定义为__stdcall函数调用约定有多种,这里简单说一下:

  1. __stdcall调用约定相当于16位动态库中经常使用的PASCAL调用约定。在32位的VC++5.0中PASCAL调用约定不再被支持(实际上它已被定义为__stdcall。除了__pascal 外,__fortran__syscall也不被支持),取而代之的是__stdcall调用约定。两者实质上是一致的,即函数的参数自右向左通过栈传递,被调用的函数在返回前清理传送参数的内存栈,但不同的是函数名的修饰部分(关于函数名的修饰部分在后面将详细说明)。__stdcall是Pascal程序的缺省调用方式,通常用于Win32 Api中,函数采用从右到左的 压栈方式,自己在退出时清空堆栈。VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀,在函数名后加上@和参数的字节数。
  2. C调用约定(即用__cdecl关键字说明)按从右至左的顺序压参数入栈,由调用者把参数弹出栈。对于传送参数的内存栈是由调用者来维护的(正因为如此,实现可变参数的函数只能使用该调用约定)。另外,在函数名修饰约定方面也有所不同。__cdecl是C和C++程序的缺省调用方式。每一个调用它的函数都包含清空堆栈的代码,所以产生的可执行文件大小会比调用_stdcall函数的大。函数采用从右到左的压栈方式。VC将函数编译后会在函数名前面加上下划线前缀。是MFC缺省调用约定。
  3. __fastcall调用约定是“人”如其名,它的主要特点就是快,因为它是通过寄存器来传送参数的(实际上,它用ECXEDX传送前两个双字(DWORD)或更小的参数,剩下的参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参数的内存栈),在函数名修饰约定方面,它和前两者均不同。__fastcall方式的函数采用寄存器传递参数,VC将函数编译后会在函数名前面加上@前缀,在函数名后加上@和参数的字节数。
  4. thiscall仅仅应用于“C++”成员函数。this指针存放于CX寄存器,参数从右到左压。thiscall不是关键词,因此不能被程序员指定。
  5. naked call采用1-4的调用约定时,如果必要的话,进入函数时编译器会产生代码来保存ESIEDIEBXEBP寄存器,退出函数时则产生代码恢复这些寄存器的内容。naked call不产生这样的代码。naked call不是类型修饰符,故必须和_declspec共同使用。
@ 2007-11-27 08:00

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