C++ 编译器的函数名修饰规则

函数名字修饰（Decorated Name）方式  

函数的名字修饰（Decorated Name）就是编译器在编译期间创建的一个字符串，用来指明函数的定义或原型。LINK程序或其他工具有时需要指定函数的名字修饰来定位函数的正确位置。多数情况下程序员并不需要知道函数的名字修饰，LINK程序或其他工具会自动区分他们。当然，在某些情况下需要指定函数的名字修饰，例如在C++程序中，为了让LINK程序或其他工具能够匹配到正确的函数名字，就必须为重载函数和一些特殊的函数（如构造函数和析构函数）指定名字装饰。另一种需要指定函数的名字修饰的情况是在汇编程序中调用C或C++的函数。如果函数名字，调用约定，返回值类型或函数参数有任何改变，原来的名字修饰就不再有效，必须指定新的名字修饰。C和C++程序的函数在内部使用不同的名字修饰方式，下面将分别介绍这两种方式。 


1. C编译器的函数名修饰规则 

    对于__stdcall调用约定，编译器和链接器会在输出函数名前加上一个下划线前缀，函数名后面加上一个“@”符号和其参数的字节数，例如_functionname@number。__cdecl调用约定仅在输出函数名前加上一个下划线前缀，例如_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，例如@functionname@number 

2. C++编译器的函数名修饰规则 

   C++的函数名修饰规则有些复杂，但是信息更充分，通过分析修饰名不仅能够知道函数的调用方式，返回值类型，参数个数甚至参数类型。不管__cdecl，__fastcall还是__stdcall调用方式，函数修饰都是以一个“?”开始，后面紧跟函数的名字，再后面是参数表的开始标识和按照参数类型代号拼出的参数表。对于__stdcall方式，参数表的开始标识是“@@YG”，对于__cdecl方式则是“@@YA”，对于__fastcall方式则是“@@YI”。参数表的拼写代号如下所示： 
X--void    
D--char    
E--unsigned char    
F--short    
H--int    
I--unsigned int    
J--long    
K--unsigned long（DWORD） 
M--float    
N--double    
_N--bool 
U--struct 
.... 
指针的方式有些特别，用PA表示指针，用PB表示const类型的指针。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。U表示结构类型，通常后跟结构体的类型名，用“@@”表示结构类型名的结束。函数的返回值不作特殊处理，它的描述方式和函数参数一样，紧跟着参数表的开始标志，也就是说，函数参数表的第一项实际上是表示函数的返回值类型。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。下面举两个例子，假如有以下函数声明： 

int Function1 (char *var1,unsigned long); 
其函数修饰名为“?Function1@@YGHPADK@Z”，而对于函数声明： 
void Function2(); 
其函数修饰名则为“?Function2@@YGXXZ” 。 

    对于C++的类成员函数（其调用方式是thiscall），函数的名字修饰与非成员的C++函数稍有不同，首先就是在函数名字和参数表之间插入以“@”字符引导的类名；其次是参数表的开始标识不同，公有（public）成员函数的标识是“@@QAE”,保护（protected）成员函数的标识是“@@IAE”,私有（private）成员函数的标识是“@@AAE”，如果函数声明使用了const关键字，则相应的标识应分别为“@@QBE”，“@@IBE”和“@@ABE”。如果参数类型是类实例的引用，则使用“AAV1”，对于const类型的引用，则使用“ABV1”。下面就以类CTest为例说明C++成员函数的名字修饰规则： 

class CTest 
{ 
private: 
    void Function(int); 
protected: 
    void CopyInfo(const CTest &src); 
public: 
    long DrawText(HDC hdc, long pos, const TCHAR* text, RGBQUAD color, BYTE bUnder, bool bSet); 
    long InsightClass(DWORD dwClass) const; 
}; 

 

对于成员函数Function，其函数修饰名为“?Function@CTest@@AAEXH@Z”，字符串“@@AAE”表示这是一个私有函数。成员函数CopyInfo只有一个参数，是对类CTest的const引用参数，其函数修饰名为“?CopyInfo@CTest@@IAEXABV1@@Z”。DrawText是一个比较复杂的函数声明，不仅有字符串参数，还有结构体参数和HDC句柄参数，需要指出的是HDC实际上是一个HDC__结构类型的指针，这个参数的表示就是“PAUHDC__@@”，其完整的函数修饰名为“?DrawText@CTest@@QAEJPAUHDC__@@JPBDUtagRGBQUAD@@E_N@Z”。InsightClass是一个共有的const函数，它的成员函数标识是“@@QBE”，完整的修饰名就是“?InsightClass@CTest@@QBEJK@Z”。 

无论是C函数名修饰方式还是C++函数名修饰方式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。 

3.查看函数的名字修饰 

    有两种方式可以检查你的程序中的函数的名字修饰：使用编译输出列表或使用Dumpbin工具。使用/FAc，/FAs或/FAcs命令行参数可以让编译器输出函数或变量名字列表。使用dumpbin.exe /SYMBOLS命令也可以获得obj文件或lib文件中的函数或变量名字列表。此外，还可以使用 undname.exe 将修饰名转换为未修饰形式。

 

4.在高级语言中，通过函数调用约定来说明这两个问题。常见的调用约定有： 

__stdcall/_stdcall 
__cdecl/_cdecl
__fastcall/_fastcall 
__thiscall 

__stdcall调用约定 
__stdcall很多时候被称为pascal调用约定，因为pascal是早期很常见的一种教学用计算机程序设计语言，其语法严谨，使用的函数调用约定就是stdcall。在Microsoft C++系列的C/C++编译器中，常常用PASCAL宏来声明这个调用约定，类似的宏还有WINAPI和CALLBACK。 

__stdcall调用约定声明的语法为(以前文的那个函数为例）： 

int __stdcall function(int a,int b) 

stdcall的调用约定意味着：1）参数从右向左压入堆栈，2）函数自身修改堆栈 3)函数名自动加前导的下划线，后面紧跟一个@符号，其后紧跟着参数的尺寸 

以上述这个函数为例，参数b首先被压栈，然后是参数a，函数调用function(1,2)调用处翻译成汇编语言将变成： 

push 2      // 第二个参数入栈 
push 1      // 第一个参数入栈 
call function // 调用参数，注意此时自动把cs:eip入栈 

而对于函数自身，则可以翻译为： 

push ebp     // 保存ebp寄存器，该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针，可以在函数退出时恢复 
mov ebp,esp // 保存堆栈指针 
mov eax,[ebp + 8H] // 堆栈中ebp指向位置之前依次保存有 ebp,cs:eip,a,b,ebp + 8指向 a 
add eax,[ebp + 0CH] // 堆栈中ebp + 1 2处保存了b 
mov esp,ebp        // 恢复esp 
pop ebp 
ret 8 
而在编译时，这个函数的名字被翻译成_function@8 

其中在函数开始处保留esp到ebp中，在函数结束恢复是编译器常用的方法。 
从函数调用看，2和1依次被push进堆栈，而在函数中又通过相对于ebp(即刚进函数时的堆栈指针）的偏移量存取参数。 
函数结束后，ret 8 表示清理8个字节的堆栈，函数自己恢复了堆栈。 

cdecl调用约定 
cdecl 调用约定又称为C调用约定，是C语言缺省的调用约定，它的定义语法是： 

int function (int a ,int b) //不加修饰就是C调用约定 
int __cdecl function(int a,int b) //明确指出C调用约定 

cdecl调用约定的参数压栈顺序是和 stdcall是一样的，参数首先由有向左压入堆栈。 
所不同的是，函数本身不清理堆栈，调用者负责清理堆栈。 
由于这种变化，C 调用约定允许函数的参数的个数是不固定的，这也是C语言的一大特色。 
对于前面的function函数，使用cdecl后的汇编码变成： 

调用处 
push 1 
push 2 
call functionadd 
esp,8   // 注意：这里调用者在恢复堆栈 

被调用函数_function处 
push ebp      // 保存ebp寄存器，该寄存器将用来保存堆栈的栈顶指针，可以在函数退出时恢复 
mov ebp,esp // 保存堆栈指针 
mov eax,[ebp + 8H] // 堆栈中ebp指向位置之前依次保存有 ebp, cs:eip,a,b,ebp +8指向a 
add eax,[ebp + 0CH] // 堆栈中ebp + 12处保存了b 
mov esp,ebp         // 恢复esp 
pop ebp 
   ret         // 注意，这里没有修改堆栈 

MSDN中说，该修饰自动在函数名前加前导的下划线，因此函数名在符号表中被记录为_function，但是我在编译时似乎没有看到这种变化。 
由于参数按照从右向左顺序压栈，因此最开始的参数在最接近栈顶的位置，因此当采用不定个数参数时，第一个参数在栈中的位置肯定能知道，只要不定的参数个数能够根据第一个后者后续的明确的参数确定下来，就可以使用不定参数，例如对于CRT中的sprintf函数，定义为： 

int sprintf(char* buffer,const char* format,...) 

由于所有的不定参数都可以通过 format 确定，因此使用不定个数的参数是没有问题的。 

__fastcall调用约定 
__fastcall调用约定和stdcall类似，它意味着： 

函数的第一个和第二个DWORD参数（或者尺寸更小的）通过ecx和edx传递，其他参数通过从右向左的顺序压栈 
被调用函数清理堆栈 
函数名修改规则同stdcall 
其声明语法为：int __fastcall function(int a,int b)