C++ ABI之名字改编(以Qt为例)

在C++中，由于重载等技术的存在，编译器要将函数、结构体、类等等的信息传递给链接器，就不能像C语言那样简单地通过函数名来完成，它需要提供额外的参数信息，而还要和C语言共用链接器，这就需要用到名字改编(name mangling)，又叫名字修饰(name decoration)。

名字改编也罢，但由于历史原因，C++没有这方面的标准(C++没有ABI方面的标准，名字改编只是ABI问题的一部分)。于是编译器们各自为政，生成的文件无法通用。

于是：在Windows下，你会发现，同一版本的QtCore4.dll，不同编译器编译出来的无法通用。同一个函数void f(std::wstring s)，同一个编译器(MSVC)，不同选项(/Zc:wchar_t-或/Zc:wchar_t)，导出的符号不同。

在Qt中，我们只关注下面两种名字改编：
Itanium C++ ABI (GCC3、GCC4，包括MinGW)
Microsoft C++ ABI

注：对于Intel编译器，在Windows下和微软ABI一致，在其他平台下和GCC保持一致。

用例子来说话

找个什么例子呢？额... 不妨找个简单的动态库，看看它导出的函数名字吧。Qt的Core和Gui模块都太复杂了，就拿Qt的Test模块来看看吧，QtTest4.dll 或 libQtTest.so.4.8.0

如何看到符号呢？
在windows下，我们可以使用 dumpbin 工具：

dumpbin /EXPORTS qttest4.dll

在linux，我们可以使用 nm 或 readelf 工具：

nm -D libQtTest.so.4.8.0
readelf -Ws libQtTest.so.4.8.0

准备工作完毕，你运行上述命令，即可看到大量的符号出现在屏幕上，我们下面对比Qt Manual给出的函数，看看这些符号(只简单看几个，不然我也看不懂)

放一行太长了，只好这样了，原型/Itanium/Microsoft
1	void QTest::qSleep(int ms)	原型
_ZN5QTest6qSleepEi	Itanium ABI
?qSleep@QTest@@YAXH@Z	Microsoft ABI
2	const char * QTest::currentTestFunction()
_ZN5QTest19currentTestFunctionEv
?currentTestFunction@QTest@@YAPBDXZ
3	int QTest::qExec(QObject *testObject, int argc=0, char **argv=0)
_ZN5QTest5qExecEP7QObjectiPPc
?qExec@QTest@@YAHPAVQObject@@HPAPAD@Z
4	int QTest::qExec(QObject *testObject, const QStringList &arguments)
_ZN5QTest5qExecEP7QObjectRK11QStringList
?qExec@QTest@@YAHPAVQObject@@ABVQStringList@@@Z
5	QTestData & QTest::newRow(const char * dataTag)
_ZN5QTest6newRowEPKc
?newRow@QTest@@YAAAVQTestData@@PBD@Z
6	...
...
...

这堆东西，乱七八糟的，怎么看啊？？

试着读读看

void QTest::qSleep(int ms)	原型
_ZN5QTest6qSleepEi	Itanium ABI
?qSleep@QTest@@YAXH@Z	Microsoft ABI

Itanium

_ZN5QTest6qSleepEi

加几个空格

_Z N 5 QTest 6 qSleep E i

_Z		C++名字前缀
N...E	复合名字起始字符 QTest::qSleep
	5 QTest	长度为5的名字QTest
	6 qSleep	长度为6的名字qSleep
i		参数类型 int

Microsoft

?qSleep@QTest@@YAXH@Z

这个信息有些多，有些乱，比前面的风格差远了。而且很多过时的东西都混在其中。

？	C++名字前缀
qSleep	最内层的名字
@	名字分隔符
QTest	前一个名字的外层名字
@@	名字结束
Y	函数调用是 near 方式
A	调用惯例__cdecl
X	返回值类型 void
H	参数类型 int
@	参数表结束
Z	表示这是一个函数

关于这些东西的解释，详见calling_conventions

参考

http://www.agner.org/optimize/calling_conventions.pdf

http://en.wikipedia.org/wiki/Name_mangling

http://stackoverflow.com/questions/4667266/c-name-mangling-by-hand

http://labs.qt.nokia.com/2009/08/12/some-thoughts-on-binary-compatibility/

http://developer.qt.nokia.com/wiki/toStdWStringAndBuiltInWchar_SimplifiedChinese