C/C++函數(shù)的調(diào)用約定的使用

更新時(shí)間：2022年06月23日 15:09:27 作者：dvlinker

本文主要介紹了C/C++函數(shù)的調(diào)用約定的使用，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

函數(shù)的調(diào)用約定其實(shí)比較簡(jiǎn)單，并不復(fù)雜，但很多人對(duì)這一塊內(nèi)容不太了解，甚至連工作幾年的朋友也不太清楚。最近有朋友想了解這一塊的內(nèi)容，所以今天我們就來(lái)講一下C/C++函數(shù)調(diào)用約定相關(guān)的內(nèi)容。

1、概述

常見(jiàn)的函數(shù)調(diào)用約定有__cdecl C調(diào)用、__stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用、__fastcall快速調(diào)用以及__pascal調(diào)用：

這些調(diào)用是開(kāi)發(fā)語(yǔ)言中的關(guān)鍵字，放置在函數(shù)前，用來(lái)指定函數(shù)的調(diào)用約定，比如：

BOOL __stdcall InitSDK();

如上所示，調(diào)用約定關(guān)鍵字一般放于返回值類型與函數(shù)之間。而函數(shù)返回值類型前面一般放置函數(shù)的導(dǎo)入導(dǎo)出聲明：（dll庫(kù)的函數(shù)接口有導(dǎo)入導(dǎo)出之分）

// 定義導(dǎo)出導(dǎo)入SDK_DLL_API宏
#ifdef DLL_EXPORTS
#define SDK_DLL_API _declspec(dllexport)
#else
#define SDK_DLL_API _declspec(dllimport)
#endif
 
// 將導(dǎo)出導(dǎo)入SDK_DLL_API宏放到返回值類型之前
SDK_DLL_API BOOL __stdcall InitSDK();

函數(shù)的調(diào)用約定主要決定三方面的內(nèi)容：

1）函數(shù)參數(shù)的入棧順序

函數(shù)調(diào)用時(shí)主調(diào)函數(shù)的參數(shù)是通過(guò)棧傳遞給被調(diào)用函數(shù)的。從匯編上看的比較清晰，在call函數(shù)之前，會(huì)將參數(shù)的值壓到棧上，比如：

如果函數(shù)有多個(gè)參數(shù)，則會(huì)有兩種入棧方式，一種是從右到左依次入棧，一種是從左到右依次入棧，這是函數(shù)調(diào)用約定決定的。

2）參數(shù)?？臻g由誰(shuí)來(lái)釋放

函數(shù)調(diào)用完成后傳遞給被調(diào)用函數(shù)的參數(shù)的占用的?？臻g是需要釋放掉的，專業(yè)術(shù)語(yǔ)叫“平棧”，清理掉參數(shù)的?？臻g才能做到棧平衡。參數(shù)占用的?？臻g到底是誰(shuí)來(lái)清理，也是函數(shù)調(diào)用約定決定的。編譯器在編譯鏈接生成匯編代碼時(shí)，就生成好了清理參數(shù)?？臻g的匯編代碼。

3）編譯時(shí)的函數(shù)名稱改編

不同的調(diào)用約定下編譯生成的函數(shù)名稱格式可能是不同的。C++之所以支持函數(shù)重載（源代碼中，函數(shù)名稱相同，函數(shù)參數(shù)不同），就是因?yàn)镃++編譯器會(huì)對(duì)函數(shù)名稱進(jìn)行改編，改編后的名稱中包含參數(shù)類型進(jìn)而能區(qū)分出重載的函數(shù)。

2、常見(jiàn)的調(diào)用約定說(shuō)明

常見(jiàn)的函數(shù)調(diào)用約定有__cdecl C調(diào)用、__stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用、__fastcall快速調(diào)用以及__pascal調(diào)用。C/C++ 中主要使用__cdecl C調(diào)用、__stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用、__fastcall快速調(diào)用三種。__pascal 是用于 Pascal / Delphi 編程語(yǔ)言的調(diào)用規(guī)則，C/C++ 中也可以使用這種調(diào)用規(guī)則，但該調(diào)用約定已經(jīng)被C++廢棄，不提倡使用了。

下面我們來(lái)看看這幾種調(diào)用約定的異同點(diǎn)，見(jiàn)下面的表格：

2.1、__cdecl C調(diào)用

它是C/C++函數(shù)默認(rèn)的調(diào)用規(guī)范，C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)中的函數(shù)基本都是__cdecl調(diào)用。在該調(diào)用約定下，參數(shù)從右向左依次壓入棧中，由主調(diào)函數(shù)負(fù)責(zé)清理參數(shù)的棧空間。該調(diào)用約定適用于支持可變參數(shù)的函數(shù)，因?yàn)橹挥兄髡{(diào)函數(shù)才知道給該種函數(shù)傳遞了多少個(gè)參數(shù)，才知道應(yīng)該清理多少?？臻g。比如支持可變參數(shù)的C函數(shù)printf：

int __cdecl printf ( const char *format, ... )
{
    va_list arglist;
    int buffing;
    int retval;
 
    _VALIDATE_RETURN( (format != NULL), EINVAL, -1);
 
    va_start(arglist, format);
 
    _lock_str2(1, stdout);
 
    __try {
        buffing = _stbuf(stdout);
 
        retval = _output_l(stdout,format,NULL,arglist);
 
        _ftbuf(buffing, stdout);
 
    }
    __finally {
        _unlock_str2(1, stdout);
    }
 
    return(retval);
}

2.2、__stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用

它是Windows系統(tǒng)提供的系統(tǒng)API函數(shù)的調(diào)用約定，比如API函數(shù)GetWindowText的聲明如下：

WINUSERAPI
int
WINAPI
GetWindowTextW(
    _In_ HWND hWnd,
    _Out_writes_(nMaxCount) LPWSTR lpString,
    _In_ int nMaxCount);

其中，WINAPI宏就是__stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用，即：

#define WINAPI __stdcall

同時(shí)__stdcall也是很多提供給第三方使用的SDK庫(kù)的API接口的調(diào)用約定。在該調(diào)用約定下，參數(shù)從右向左依次壓入棧中，由被調(diào)用函數(shù)負(fù)責(zé)清理?xiàng)？臻g。如果函數(shù)是可變參的，函數(shù)的調(diào)用約定會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為_(kāi)_cdecl調(diào)用。

2.3、__fastcall快速調(diào)用

該調(diào)用約定之所以被稱作為快速調(diào)用，因?yàn)橛胁糠謪?shù)可以通過(guò)寄存器直接傳遞，效率比較高。對(duì)于內(nèi)存大小小于等于4字節(jié)的參數(shù)，直接使用ECX和EDX寄存器傳遞，剩余的參數(shù)則依次從右到左壓入棧中通過(guò)棧傳遞，參數(shù)傳遞占用的?？臻g由被調(diào)用函數(shù)清理。

2.4、__thiscall調(diào)用

__thiscall是C++中的非靜態(tài)類成員函數(shù)的默認(rèn)調(diào)用約定。該調(diào)用約定也用到了寄存器傳參，在調(diào)用C++類的非靜態(tài)成員函數(shù)時(shí)會(huì)傳入當(dāng)前類對(duì)象的地址，該地址通過(guò)ECX寄存器來(lái)傳遞的。在該調(diào)用約定下，函數(shù)的參數(shù)按照從右到左的順序入棧，被調(diào)用的函數(shù)在返回前清理參數(shù)的棧空間。

3、調(diào)用約定不一致導(dǎo)致的軟件異常問(wèn)題

以前我們將C++開(kāi)發(fā)的SDK庫(kù)提供給第三方廠商做二次開(kāi)發(fā)，第三方客戶使用的是C#語(yǔ)言，即C#開(kāi)發(fā)的程序去調(diào)用C++開(kāi)發(fā)的SDK庫(kù)，當(dāng)時(shí)因?yàn)镾DK頭文件中聲明的回調(diào)函數(shù)沒(méi)有指定調(diào)用約定，導(dǎo)致程序出現(xiàn)異常崩潰的問(wèn)題。

我們C++開(kāi)發(fā)的SDK提供了設(shè)置消息回調(diào)的API接口，并給出了回調(diào)函數(shù)的聲明，如下：

/* 函數(shù)功能：用于消息回發(fā)的回調(diào)函數(shù)指針（服務(wù)器主動(dòng)推送的消息通過(guò)該回調(diào)函數(shù)推給上層）
   參數(shù)：DWORD dwMsgId：消息id 
         const unsigned char* pMsgBuf：消息中攜帶的數(shù)據(jù)buffer，buffer中的具體內(nèi)容取決于消息id，參看消息id的頭文件
                 DWORD dwMsgBufLen：消息中攜帶的數(shù)據(jù)buffer長(zhǎng)度
   返回值：void
*/
typedef void (*PMsgCallBackFunc)( DWORD dwMsgId, const unsigned char* pMsgBuf, DWORD dwMsgBufLen );

設(shè)置回調(diào)函數(shù)的接口如下：

// 設(shè)置業(yè)務(wù)消息回調(diào)接口
SDK_DLL_API void __stdcall SetMsgCallBack( IN PMsgCallBackFunc pMsgCallBackFunc );

回調(diào)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)在上層的C#程序中，回調(diào)函數(shù)的調(diào)用在C++實(shí)現(xiàn)的SDK中，因?yàn)榛卣{(diào)函數(shù)PMsgCallBackFunc在聲明時(shí)沒(méi)有指定函數(shù)調(diào)用約定，在C#程序中默認(rèn)是__stdcall標(biāo)準(zhǔn)約定，所以在C#中編譯時(shí)回調(diào)函數(shù)內(nèi)部會(huì)清理?xiàng)？臻g。而回調(diào)函數(shù)是在C++ SDK中調(diào)用的，在SDK編譯時(shí)默認(rèn)是__cdecl調(diào)用，會(huì)在調(diào)用回調(diào)函數(shù)處的主調(diào)函數(shù)中釋放?？臻g，這樣導(dǎo)致回調(diào)函數(shù)調(diào)用后，主調(diào)函數(shù)會(huì)釋放一次?？臻g，回調(diào)函數(shù)內(nèi)部會(huì)釋放一次?？臻g，所以多釋放了一次參數(shù)?？臻g，導(dǎo)致了棧不平衡，導(dǎo)致程序運(yùn)行出異常。

考慮跨語(yǔ)言調(diào)用的場(chǎng)景，SDK要提供標(biāo)準(zhǔn)的C接口。在SDK的頭文件中，SDK導(dǎo)出接口要指定調(diào)用約定，回調(diào)函數(shù)的聲明也要指定調(diào)用約定。

4、與調(diào)用約定相關(guān)的工程配置選項(xiàng)及/RTC編譯選項(xiàng)

在Visual Studio創(chuàng)建的C++工程中，在沒(méi)明確指定函數(shù)調(diào)用約定時(shí)，默認(rèn)使用的都是__cdecl調(diào)用，我們可以在工程屬性配置中看到：

對(duì)于C++工程，我們一般不需要修改默認(rèn)的調(diào)用約定。如果要指定dll庫(kù)導(dǎo)出接口的調(diào)用約定，我們也不需要修改工程配置，只需要在導(dǎo)出接口的頭文件的函數(shù)聲明處指定調(diào)用約定就可以了。

有人可能會(huì)說(shuō)，工程屬性配置中使用了默認(rèn)的__cdecl調(diào)用，我們又在頭文件中將接口指定為_(kāi)_stdcall標(biāo)準(zhǔn)調(diào)用，會(huì)不會(huì)有沖突？到底以哪個(gè)為準(zhǔn)呢？沒(méi)有沖突的，編譯時(shí)是優(yōu)先以接口聲明處指定的調(diào)用約定為準(zhǔn)的。

在Debug下/RTC運(yùn)行時(shí)檢測(cè)編譯選項(xiàng)是默認(rèn)開(kāi)啟的，/RTC運(yùn)行時(shí)檢測(cè)在函數(shù)調(diào)用完成后會(huì)去檢測(cè)棧是否平衡，關(guān)于這一點(diǎn)的說(shuō)明如下：（MSDN上對(duì)/RTC編譯選項(xiàng)的說(shuō)明）