在 C 中模拟 thiscall 以实现没有自引用的结构函数答案

【问题标题】：emulating thiscall in C to achieve struct functions without self-referencing在 C 中模拟 thiscall 以实现没有自引用的结构函数
【发布时间】：2011-12-22 21:16:54
【问题描述】：

这与大量面向对象的 C 帖子有关，但不同之处在于我不想要所有功能，只想要一个：

这样做的能力：

struct foo { 
  int (*bar)(void);
  char baz;
};

然后有反向引用。 C 有一个称为 cdecl 的调用约定；基本上将参数推入堆栈，有一个返回指针，然后跳转到某个地址。该地址处的代码将参数从堆栈中弹出并继续前进。

thiscall 约定略有不同，它隐式添加了一个额外的参数，即“this”指针。

由于您可以很容易地开始在 C 中执行任意字节代码，并且由于 gcc 支持内联汇编器模板，因此您可以创建一些宏，以便您可以执行以下操作：

int bar(void) {
  GETTHIS;
  cThis->baz = 0;
}

int createFoo(struct Foo*pFoo) {
  ASSIGN(pFoo, bar);
}

基本上，ASSIGN 所做的是以某种方式回避 cdecl 以模拟 thiscall 样式约定，然后 GETTHIS 所做的是会计技巧的另一面。

我想知道是否：

存在解决方案，并且
如果没有，如果有原因导致无法完成

仅此而已；真正的“我们在这里都是成年人”风格的成员功能的便利性，简直太棒了。谢谢！

注意事项：

我这里只说 x86、linux、gcc……我知道世界是一个广阔而陌生的地方。
这纯粹出于好奇。

【问题讨论】：

通常你只需要声明函数接受一个不透明（空指针）的第一个参数，当传递一个函数指针到某个库/对象以便它回调你时，你传递一个指向一些东西在你身边；当对象调用你的函数时，它会传递这个指针，你的函数会识别 something （在从 void 指针转换之后）。
为什么要这个？如果您需要一种具有成员函数但没有虚函数、异常等开销的类 C 语言，您可以只使用 C++ 并禁止使用慢速特性和 STL。这在嵌入式世界中很常见。
@Crashworks，解除 Torvalds 自传的标题，“只是为了好玩”

标签： c oop assembly compiler-construction

【解决方案1】：

我的朋友最终明白了：https://gist.github.com/1516195 ... 需要指定函数 arity 并且仅限于 x86_64 ... 但是是的，这是一个很好的折衷方案，让事情变得非常不引人注目。

【讨论】：

天哪，运行时程序集干预看起来就像你在编写病毒代码！毫无疑问，这是一个非常酷的想法，但我永远不会仅仅为了一些语法糖而放弃这么多的可移植性。 :)

【解决方案2】：

第一个小修正：

C 有一个称为 cdecl 的调用约定；基本上是在推动争论到堆栈，有一个返回指针，然后跳转到某个地址。这该地址处的代码将参数从堆栈中弹出并继续执行快乐的方式。

被调用者不从堆栈中弹出参数。它读取参数而不将它们从堆栈中弹出。相反，调用者清除堆栈。这是因为在 cdecl 约定中，被调用者不知道参数的确切数量。

现在，关于您的问题。没有严格定义的 thiscall 调用约定。更多信息here。

Gcc 特有的：

thiscall 与 cdecl 几乎相同：调用函数清除堆栈，参数按从右到左的顺序传递。这不同之处在于添加了 this 指针，该指针被推到堆栈最后，好像它是函数中的第一个参数原型

您将无法通过隐藏额外的this 参数并在函数体中检索它来达到目的，特别是因为this 是第一个 函数参数。如果你隐藏它 - 所有其他函数参数都将被转移。相反，您可以（并且应该恕我直言）将其声明为第一个函数参数，并且您可以直接访问它，而无需额外的技巧：

int bar(struct foo *cThis) {
  cThis->baz = 0;
}

Msvc 特定：

... this 指针在 ECX 中传递，它是清理的被调用者堆栈，镜像 C 中为此使用的 stdcall 约定编译器和 Windows API 函数。当函数使用变量时参数数量，它是清理堆栈的调用者（cf. cdecl)。

在这里，您可以通过将ECX 寄存器的值复制到您的局部变量中来达到目的。像这样的：

#define GETTHIS \
struct foo *cThis; \
_asm { \
    mov cThis, ecx \
};

然而，这很棘手，可能并不总是有效。这是因为根据thiscall/stdcall 调用约定，ECX 寄存器是为函数使用而保留的，因此编译器可能会生成覆盖ECX 寄存器值的代码。这甚至可能在您调用 GETTHIS 宏之前发生。

【讨论】：

第一个参数约定是我想要优雅地解决的问题。我完全可以转移参数然后有一个宏以某种方式将它们转移回来...... msvc 风格的解决方案看起来确实很冒险。在 C 中隐藏的地方太多了，我想认为（图书馆的）用户不必以不同的方式做事是可能的。我考虑过定制蹦床……但还没有什么可展示的。
我想了很多关于这个...我认为你是对的...真可惜...让我想多一点。

【解决方案3】：

不，C 中不支持“thiscall”，仅适用于 C++。

这里也没有什么秘诀，只是一些语法糖。

当你写作时

class foo {
public:
    int bar();
    char baz;
 };

编译器在概念上将其重写为

struct foo {
    char baz;
 }; 

 int bar(struct foo* this);

然后当你这样做时

foo   F;
F.bar();

这被编译为等价于

struct foo   F;
bar(&F);

仅此而已！

如果你想和 Linus 一起玩，你只需要手动完成，因为他不相信你不会在你输入 g++ 而不是 gcc 时立即使用虚拟继承。

【讨论】：