C++ 函数调用约定的演进与趋势

c++++函数调用约定演进主要有：cdecl（参数右到左压入堆栈）、stdcall（参数左到右压入，调用者负责清理堆栈）、fastcall（前4个参数在寄存器，其余压入堆栈）、thiscall（专门用于成员函数，this指针为首参），最近趋势是x64调用约定（使用寄存器和堆栈组合，根据函数特征优化调用）。

C++ 函数调用约定的演进与趋势

导言

函数调用约定定义了编译器如何传递参数。C++ 经历了多次函数调用约定演进，这些演进对程序性能产生了重大影响。本文将探讨 C++ 函数调用约定的演进，并展示实时用例。

早期调用约定

早期的 C++ 编译器使用 cdecl 调用约定，其中参数按从右到左的顺序压入堆栈。这简单高效，但容易出现堆栈溢出。

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stdcall 调用约定

为了解决堆栈溢出问题，stdcall 调用约定被引入。它将参数按从左到右的顺序压入堆栈，并在函数返回时由调用者负责清理堆栈。这避免了堆栈溢出，但对调用者来说效率较低。

fastcall 调用约定

fastcall 调用约定是一种混合调用约定，将前 4 个参数放在寄存器中，其余参数压入堆栈。这提高了使用少量参数的函数的性能。

thiscall 调用约定

thiscall 调用约定专门用于成员函数，其中 this 指针作为第一个参数传递。这允许编译器优化成员函数调用。

实战案例

考虑以下 C++ 代码：

int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int result = sum(1, 2);
  cout << result << endl;
  return 0;
}

使用 cdecl 调用约定时，参数按从右到左的顺序压入堆栈：

+--------------------+
| 2                    | <- a
+--------------------+
| 1                    | <- b
+--------------------+

使用 stdcall 调用约定时，参数按从左到右的顺序压入堆栈，并由调用者负责清理堆栈：

+--------------------+
| 1                    | <- b
+--------------------+
| 2                    | <- a
+--------------------+
| ret_addr (function return address) |
+--------------------+

使用 fastcall 调用约定时，前 4 个参数放在寄存器中，其余参数压入堆栈：

| rax | rbx | rcx | rdx | ... (remaining params in stack) |

趋势

最近的 C++ 编译器趋势是使用 x64 调用约定，它使用寄存器和堆栈的组合来传递参数，并根据函数的特定特征优化调用约定。

结论

C++ 函数调用约定随着时间的推移而演进，以提高性能和减少堆栈溢出。理解不同调用约定的细微差别对于优化 C++ 代码的性能至关重要。

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