C/C++：函数的编译方式与调用约定以及extern “C”的使用

转自：https://www.cnblogs.com/qinfengxiaoyue/archive/2013/02/04/2891908.html

函数在C++编译方式与C编译方式下的主要不同在于：由于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

用其他C函数库时，需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参数的入栈顺序、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。

两个复杂修饰的例子:

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);

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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@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。

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-----“?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”。

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。这种协议规定了该语言的函数中的参数传送方

式、参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，为了允许操作符重载和函数重载，C++编译器往往按照某种规则改写每一个入口点的符号名，以便允许同一个名字（具有不同的参

数类型或者是不同的作用域）有多个用法，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）。许多C++编译器厂商选择了自己的名称修饰方案。

因此，为了使其它语言编写的模块（如Visual Basic应用程序、Pascal或Fortran的应用程序等）可以调用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，并且不要让编译器对要导出的函数进行任何名称修饰。

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

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，也可以在函数声明时加上__cdecl关键字来手工指定。采用__cdecl约定时，函数参数按

照从右到左的顺序入栈，并且由调用函数者把参数弹出栈以清理堆栈。因此，实现可变参数的函数只能使用该调用约定。由于每一个使用

__cdecl约定的函数都要包含清理堆栈的代码，所以产生的可执行文件大小会比较大。__cdecl可以写成_cdecl。

2、__stdcall

__stdcall调用约定用于调用Win32 API函数。采用__stdcal约定时，函数参数按照从右到左的顺序入栈，被调用的函数在返回前清理传送参

数的栈，函数参数个数固定。由于函数体本身知道传进来的参数个数，因此被调用的函数可以在返回前用一条ret n指令直接清理传递参数的堆

栈。__stdcall可以写成_stdcall。

3、__fastcall

__fastcall约定用于对性能要求非常高的场合。__fastcall约定将函数的从左边开始的两个大小不大于4个字节（DWORD）的参数分别放在

ECX和EDX寄存器，其余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堆栈。__fastcall可以写成_fastcall。

关键字__cdecl、__stdcall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。它们对应的命令行参数分别为/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。

3._stdcall与_cdecl调用约定对比

在“windef.h”头文件中可找到：

#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

几乎我们写的每一个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区别：WINDOWS的函数调用时需要用到栈（STACK，一种先入后出的存储结构）。当函数调用

完成后，栈需要清除，这里就是问题的关键，如何清除？如果我们的函数使用了__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成的。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相同，那么调用者能否正常

的完成清除工作呢？答案是不能。如果使用__stdcall，上面的问题就解决了，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（虽然有时是以WINAPI的样子出现）。那么为什么还需要_cdecl呢？当我们遇到这样的函

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

种情况我们只能使用_cdecl。

注意：

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

2、一般WIN32的函数都是__stdcall。而且在Windef.h中有如下的定义：

#define CALLBACK __stdcall

#define WINAPI __stdcall

3、复杂函数声明或指针的修饰符示例：

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（参考：http://hi.baidu.com/qinfengxiaoyue/item/8bd89e81d1cbeb5226ebd9b4）

为什么标准头文件都有类似以下的结构？

　　#ifndef __INCvxWorksh

　　#define __INCvxWorksh

　　#ifdef __cplusplus

　　extern "C" {

　　#endif

　　/*...*/

　　#ifdef __cplusplus

　　}

　　#endif

　　#endif /* __INCvxWorksh */

显然，头文件中的编译宏“#ifndef __INCvxWorksh、#define __INCvxWorksh、#endif” 的作用是防止该头文件被重复引用。

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按照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。

明白了C++中extern "C"的设立动机，我们下面来具体分析extern "C"通常的使用技巧。

extern "C"的惯用法：

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

extern "C"

{

#include "cExample.h"

}

而在C语言的头文件中，对其外部函数只能指定为extern类型，C语言中不支持extern "C"声明，在.c文件中包含了extern "C"时会出现编

译语法错误。

以C++引用C函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：

　　/* 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;

　　}

如果C++调用一个C语言编写的.DLL时，当包括.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++的头文件中的函数声明需添加前缀extern "C"，但是在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（因为C编译方式不支持extern “C” 关键字），应该在C中将需要引用的C++

中函数的声明为extern类型。

以C引用C++函数例子工程中包含的三个文件的源代码如下：

　　//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"，因为C编译不支持extern "C" 关键字 */

　　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，可以使用AFX_EXT_CLASS来代替__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访问DLL时，或

者访问DLL的每一个进程或者线程不再使用DLL或者结束时，都会调用DLLMain。但是，使用TerminateProcess或

TerminateThread结束进程或者线程，不会调用DLLMain。

7、一个DLL在内存中只有一个实例

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，只能被该进程的线程所访问。

DLL的句柄可以被调用进程使用；调用进程的句柄可以被DLL使用。

DLL可以有自己的数据段，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相同的堆栈模式。

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).