c/c++ stdcall cdel fastcall等函数调用约定说明

news2024/10/23 7:20:31

调用约定（Calling Conventions）是编程中定义函数如何接收参数、返回值以及如何管理堆栈的协议。主要的调用约定包括 __cdecl、__stdcall、__fastcall 和 __thiscall 等。下面将详细介绍这些调用约定的特点及其适用场景。

1. `__cdecl` 调用约定

定义：__cdecl 是 C 语言的默认调用约定，适用于支持可变数量参数的函数。
参数传递：
- 参数从右到左压入堆栈。
堆栈清理：
- 由调用者负责清理堆栈。这意味着在函数调用后，调用者需要调整堆栈指针以移除参数。
返回值：
- 返回值通常存储在 EAX 寄存器中。
使用场景：
- 适合需要可变参数的函数，例如 printf。

示例

#include <stdio.h>

void __cdecl my_function(int a, double b) {
    printf("a: %d, b: %f\n", a, b);
}

int main() {
    my_function(10, 3.14);
    return 0;
}

2. `__stdcall` 调用约定

定义：__stdcall 主要用于 Windows API，适合参数数量已知且固定的函数。
参数传递：
- 参数同样从右到左压入堆栈。
堆栈清理：
- 由被调用者负责清理堆栈，函数返回时会自动清理参数。
返回值：
- 返回值通常存储在 EAX 寄存器中。
使用场景：
- 主要用于 Windows API 和 DLL 函数。

示例

#include <windows.h>

void __stdcall my_function(int a, double b) {
    // 进行一些操作
}

int main() {
    my_function(10, 3.14);
    return 0;
}

3. `__fastcall` 调用约定

定义：__fastcall 是一种较快的调用约定，使用寄存器传递前两个参数，可以减少堆栈操作。
参数传递：
- 前两个参数通过寄存器（通常是 ECX 和 EDX）传递，其余参数从右到左压入堆栈。
堆栈清理：
- 由调用者负责清理堆栈。
返回值：
- 返回值通常存储在 EAX 寄存器中。
使用场景：
- 适用于对性能有较高要求的场合，尤其是参数数量少且频繁调用的函数。

示例

void __fastcall my_function(int a, int b) {
    // 进行一些操作
}

int main() {
    my_function(10, 20);
    return 0;
}

4. `__thiscall` 调用约定

定义：__thiscall 是 C++ 中的默认调用约定，用于类的成员函数。
参数传递：
- this 指针通过 ECX 寄存器传递，其余参数从右到左压入堆栈。
堆栈清理：
- 由调用者负责清理堆栈。
返回值：
- 返回值通常存储在 EAX 寄存器中。
使用场景：
- 主要用于 C++ 的成员函数，适合面向对象编程。

示例

class MyClass {
public:
    void __thiscall my_method(int a) {
        // 进行一些操作
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    obj.my_method(10);
    return 0;
}

总结

调用约定	参数传递顺序	堆栈清理方式	适用场景
`__cdecl`	从右到左压入堆栈	调用者清理堆栈	可变参数函数
`__stdcall`	从右到左压入堆栈	被调用者清理堆栈	Windows API 和 DLL继续深入探讨各种调用约定，特别是 `__cdecl`、`__stdcall`、`__fastcall` 和 `__thiscall` 的具体特点、优缺点、以及在实际开发中的应用场景。

5. 各调用约定的优缺点

1. `__cdecl`

优点：
- 支持可变参数函数，可以处理像 printf 这样的函数。
- 由于调用者清理堆栈，提供了灵活性。
缺点：
- 每次调用后，调用者都需要清理堆栈，相对来说效率较低。
- 不适用于需要固定参数数量的情况下，可能导致参数处理上的复杂性。

2. `__stdcall`

优点：
- 堆栈清理的责任在被调用者，简化了调用者的负担。
- 相较于 __cdecl，在非可变参数函数中，堆栈的操作更加高效。
缺点：
- 不支持可变参数，不适合需要动态参数数量的函数。
- 在某些平台或编译器中可能不被广泛支持。

3. `__fastcall`

优点：
- 通过寄存器传递参数，减少了堆栈操作，提高了函数调用的效率。
- 特别适合频繁调用的函数，能显著提高性能。
缺点：
- 限制了能够通过寄存器传递的参数数量（通常只能前两个）。
- 代码的可移植性会受到影响，因为不同的平台对寄存器分配的处理可能不同。

4. `__thiscall`

优点：
- 适用于 C++ 的类成员函数，this 指针的传递使得成员函数调用更加高效。
- 通过寄存器传递 this 指针，减少了堆栈的负担。
缺点：
- 仅适用于 C++，对于其他语言或非成员函数不适用。
- 不同编译器可能对其实现有所不同，可能导致兼容性问题。

6. 实际应用中的选择

在实际开发中，选择合适的调用约定非常重要，以下是一些选择调用约定时的考虑因素：

函数的参数数量和类型：
- 如果函数参数数量不固定，使用 __cdecl。
- 如果参数数量固定且不多，使用 __stdcall 或 __fastcall。
性能要求：
- 对于性能敏感的应用，__fastcall 是更优的选择，因为它减少了堆栈操作。
平台和编译器支持：
- 确保所选调用约定在目标平台和编译器中被广泛支持，以避免兼容性问题。
代码可读性和维护性：
- 选择调用约定时要考虑团队的熟悉程度和代码的可维护性。