Mangling详解

发布时间：2023-05-19

一、Mangling介绍

Mangling可以理解为C++编译器为了解决函数名称冲突而进行的一种命名方式。简单地说就是在函数名前面加上一串字符，通过这种方式区分同名的函数，这个过程被称为“名称修饰”。 在编译器中，函数名可以由三个部分组成：函数名、参数列表和返回值类型。因此，名称修饰的方式也有所不同。对于函数名，编译器常常会加上函数的返回值类型，形成如下形式：

int foo();
// 编译器会将foo改成为：
int __Z3foov();

在这个例子中，名称修饰的规则是先将函数名改成为__Z + 函数名长度（十六进制）+ 函数名 + 函数参数类型。最终得到的函数名为__Z3foov。"v"代表"void"，即表示该函数没有入参。

二、Mangling过程

下面来介绍一下Mangling的过程。假设我们有一个函数：

bool isPrime(int num);

首先编译器会将函数名改为__Z + 函数名长度（十六进制）+ 函数名 + 函数参数类型，得到以下结果：

__Z7isPrimei

其中，“i”代表整型。接下来是参数类型的名称修饰，一般采用以下方式：

  • 对于基本类型，都有一个对应的名称，例如：i表示整型，f表示单精度浮点型，d表示双精度浮点型。
  • 对于数组类型，是以A开始，然后是数组元素类型和数组长度，例如：[5]i表示有5个整型元素的数组。
  • 对于指针类型，是以P开始，然后是指向类型的名称，例如：Pi表示指向整型的指针。 有了这些规则，我们就可以进行参数类型的名称修饰了。对于上面的示例代码，参数类型只有一个整型，即i，因此Mangling后结果为__Z7isPrimei：
__Z7isPrimei

三、Mangling的作用

Mangling的主要作用就是消除C程序中的函数名冲突，这是由于在C中，函数的名称可以相同，但是参数列表不能相同。在编译过程中，编译器将加入了名称修饰后的函数名作为函数的唯一标识，避免了函数名冲突。 此外，Mangling还可以通过生成具有语义信息的名称来提供重载函数的一致性。例如，不同的函数有着相同名称但是参数不同。这些不同的函数可以在编译器输出的汇编代码中得到区分，便于程序员调试代码。

四、Mangling的使用

在实际应用中，我们可以使用g命令行选项“-fno-mangle”关闭Mangling功能，即避免编译器对函数名进行名称修饰。此时，我们就可以使用“extern C”机制来调用非C编写的函数。例如：

// test.c
#include <stdio.h>
void hello() {
    printf("Hello from C!\n");
}
// main.cpp
#include <iostream>
extern "C" {
    void hello();
}
int main() {
    hello();
    return 0;
}

在上面的例子中，我们在main.cpp中使用extern "C"来声明hello函数，这样就可以成功调用test.c中的hello函数了。

五、Mangling的缺陷

尽管Mangling有着广泛的应用，但它也有一些缺陷。其中最主要的问题是：不同编译器生成的Mangling名称可能不同。这意味着在链接不同编译器的模块时，可能会出现名称不匹配的错误。 此外，Mangling名称一般都是使用十六进制表示函数名长度的，这使得名称长度繁长，难以读懂，也不利于代码可读性的提高。

六、总结

本文详细介绍了Mangling的概念、过程、作用和使用方法，同时也指出了Mangling的缺陷。在实际编程中，我们需要了解Mangling的规则，以正确地处理函数名冲突问题。

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