2008年（884）
分类： C/C++
2008-08-06 09:57:08
关于调用约定
动态库输出函数的约定有两种：调用约定和名字修饰约定。
1)调用约定(Calling convention)：决定函数参数传送时入栈和出栈的顺序，由调用者还是被调用者把参数弹出栈，以及编译器用来识别函数名字的修饰约定。
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 和__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 程序缺省的调用方式。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。
它是 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 ECX 和 EDX 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ESI，EDI，EBX，EBP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。
关键字
__stdcall、__cdecl 和 __fastcall 可以直接加在要输出的函数前，也可以在编译环境的 Setting...\C/C
\Code
Generation 项选择。当加在输出函数前的关键字与编译环境中的选择不同时，直接加在输出函数前的关键字有效。它们对应的命令行参数分别为/Gz、/Gd 和 /Gr。缺省状态为/Gd，即__cdecl。
要完全模仿 PASCAL 调用约定首先必须使用 __stdcall 调用约定，至于函数名修饰约定，可以通过其它方法模仿。还有一个值得一提的是 WINAPI 宏，Windows.h 支持该宏，它可以将出函数翻译成适当的调用约定，在 WIN32 中，它被定义为 __stdcall。使用 WINAPI 宏可以创建自己的 APIs。
2)名字修饰约定
1、修饰名(Decoration name)
"C" 或者 "C " 函数在内部（编译和链接）通过修饰名识别。修饰名是编译器在编译函数定义或者原型时生成的字符串。有些情况下使用函数的修饰名是必要的，如在模块定义文件里头指定输出"C "重载函数、构造函数、析构函数，又如在汇编代码里调用"C""或"C "函数等。
修饰名由函数名、类名、调用约定、返回类型、参数等共同决定。
2、名字修饰约定随调用约定和编译种类(C或C )的不同而变化。函数名修饰约定随编译种类和调用约定的不同而不同，下面分别说明。
a、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"@"符号和其参数的字节数，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"@"符号和其参数的字节数，格式为@functionname@number。
它们均不改变输出函数名中的字符大小写，这和PASCAL调用约定不同，PASCAL约定输出的函数名无任何修饰且全部大写。
b、C 编译时函数名修饰约定规则：
__stdcall调用约定：
1、以"?"标识函数名的开始，后跟函数名；
2、函数名后面以"@@YG"标识参数表的开始，后跟参数表；
3、参数表以代号表示：
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，如果相同类型的指针连续出现，以"0"代替，一个"0"代表一次重复；
4、参数表的第一项为该函数的返回值类型，其后依次为参数的数据类型,指针标识在其所指数据类型前；
5、参数表后以"@Z"标识整个名字的结束，如果该函数无参数，则以"Z"标识结束。
其格式为"?functionname@@YG*****@Z"或"?functionname@@YG*XZ"，
例如
int Test1（char *var1,unsigned long）-----“?Test1@@YGHPADK@Z”
void Test2（） -----“?Test2@@YGXXZ”
__cdecl调用约定：
规则同上面的_stdcall调用约定，只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YA"。
__fastcall调用约定：
规则同上面的_stdcall调用约定，只是参数表的开始标识由上面的"@@YG"变为"@@YI"。
VC 对函数的省缺声明是"__cedcl",将只能被C/C 调用。
关于DLL的函数
动态链接库中定义有两种函数：导出函数(export function)和内部函数(internal function)。导出函数可以被其它模块调用，内部函数在定义它们的DLL程序内部使用。
输出函数的方法有以下几种：
1、传统的方法
在模块定义文件的 EXPORT 部分指定要输入的函数或者变量。语法格式如下：
entryname[=internalname] [@ordinal[NONAME]] [DATA] [PRIVATE]
其中：
entryname 是输出的函数或者数据被引用的名称；
internalname 同 entryname;
@ordinal 表示在输出表中的顺序号(index)；
NONAME 仅仅在按顺序号输出时被使用（不使用 entryname ）；
DATA 表示输出的是数据项，使用 DLL 输出数据的程序必须声明该数据项为 _declspec(DLLimport)。
上述各项中，只有 entryname 项是必须的，其他可以省略。
对于"C"函数来说，entryname 可以等同于函数名；但是对 "C " 函数（成员函数、非成员函数）来说，entryname 是修饰名。可以从 .map 映像文件中得到要输出函数的修饰名，或者使用DUMPBIN /SYMBOLS 得到，然后把它们写在 .def 文件的输出模块。DUMPBIN 是VC提供的一个工具。
如果要输出一个 "C " 类，则把要输出的数据和成员的修饰名都写入 .def 模块定义文件。
2、在命令行输出
对链接程序 LINK 指定 /EXPORT 命令行参数，输出有关函数。
3、使用 MFC 提供的修饰符号 _declspec(DLLexport)
在要输出的函数、类、数据的声明前加上 _declspec(DLLexport) 修饰符表示输出。__declspec(DLLexport) 在 C 调用约定、C 编译情况下可以去掉输出函数名的下划线前缀。extern "C" 使得在 C 中使用 C 编译方式成为可能。在"C "下定义"C"函数需要加 extern "C" 关键词。用 extern "C" 来指明该函数使用 C 编译方式。输出的 "C" 函数可以从 "C" 代码里调用。
例如，在一个 C 文件中，有如下函数：
extern "C" {void __declspec(DLLexport) __cdecl Test(int var);}
其输出函数名为：Test
MFC提供了一些宏，就有这样的作用。
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 AFX_EXT_API：#ifdef _AFXEXT AFX_API_EXPORT #else AFX_API_IMPORT AFX_EXT_DATA：#ifdef _AFXEXT AFX_DATA_EXPORT #else AFX_DATA_IMPORT
像 AFX_EXT_CLASS 这样的宏，如果用于 DLL 应用程序的实现中，则表示输出（因为_AFX_EXT被定义，通常是在编译器的标识参数中指定该选项 /D_AFX_EXT）；如果用于使用DLL的应用程序中，则表示输入（_AFX_EXT没有定义）。
要输出整个的类，对类使用_declspec(_DLLexpot)；要输出类的成员函数，则对该函数使用_declspec(_DLLexport)。如：
class AFX_EXT_CLASS CTextDoc : public CDocument
{
…
}
extern "C" AFX_EXT_API void WINAPI InitMYDLL();
这几种方法中，最好采用第三种，方便好用；其次是第一种，如果按顺序号输出，调用效率会高些；最次是第二种。
模块定义文件(.DEF)
模块定义文件(.DEF)是一个或多个用于描述 DLL 属性的模块语句组成的文本文件，每个DEF文件至少必须包含以下模块定义语句：
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
2、关于共享数据段
DLL定义的全局变量可以被调用进程访问；DLL可以访问调用进程的全局数据。使用同一DLL的每一个进程都有自己的DLL全局变量实例。如果多个线程并发访问同一变量，则需要使用同步机制；对一个DLL的变量，如果希望每个使用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)。
在程序里加入预编译指令，或在开发环境的项目设置里也可以达到设置数据段属性的目的.必须给这些变量赋初值,否则编译器会把没有赋初始值的变量放在一个叫未被初始化的数据段中。