致爱捣鼓虚表的童鞋

最新推荐文章于 2022-04-23 09:04:44 发布

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分类专栏： C/C++ 文章标签： c++ 编译器

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/mougaidong/article/details/6894563

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本文深入探讨C++中的函数调用约定，特别是__thiscall在Windows和Linux下的行为，以及如何影响成员函数指针的使用。同时，文章提醒读者，虚函数表的位置是实现细节，不应在工程实践中依赖。内容适合喜欢探究C++底层机制的开发者。

下面这个例子，读起来可能有些晦涩，但是读懂了对于理解C++的函数调用约定、函数指针、动态绑定、虚函数表 和 多态机制有极大的帮助。

测试环境：Windows+vs，Linux+GCC

成员函数在Windows下的默认的函数调用约定为__thiscall，这种约定会把this指针的值直接放到寄存器ECX中，而不是将其入参数栈。当采用常规的成员函数调用方式的时候，ECX会被填入正确的this值，但是我们通过普通的函数指针来调用成员函数的时候，ECX的值是未知的，故此采用__cdecl方式来将其编译。

#include <iostream>
 
class Base {
 public:
  Base() { std::cout << "Base()" << std::endl; }
  virtual ~Base() { std::cout << "~Base()" << std::endl; }
  virtual void
#ifdef _WIN32
      __cdecl
#endif
      echo(int i) { std::cout << "Base::echo(" << i << ")" << std::endl; }
};
 
class Derived : public Base {
 public:
  Derived() : Base() { std::cout << "Derived()" << std::endl; }
  virtual ~Derived() { std::cout << "~Derived()" << std::endl; }
  virtual void
#ifdef _WIN32
      __cdecl
#endif
      echo(int i) { std::cout << "Derived::echo(" << i << ")" << std::endl; }
};
  
int main(int argc, char* argv[]) {
  typedef void (
#ifdef _WIN32
      __cdecl
#endif
      *TFunction )(void*, int);


  Derived d;
  Base* p = &d;


  // On many platforms, std::size_t is synonymous with std::uintptr_t.
  size_t* vptr = reinterpret_cast<size_t*>(p);
  size_t* vtable = reinterpret_cast<size_t*>(*vptr);


#ifdef _WIN32
  TFunction invoker = reinterpret_cast<TFunction>(vtable[1]);
#else
  TFunction invoker = reinterpret_cast<TFunction>(vtable[2]);
#endif
  invoker(p, 1);
}

值得指出的是，C++标准上从来没有规定虚表指针放在对象的什么位置。

因为这是个实现问题，与程序员对程序设计语言的使用没有任何关系。

尤其，对于爱捣鼓函数虚表和虚表指针的童鞋，捣鼓之前要知道这些个事情不能用到工程中，只限于加强学习理解。

我们得出的结论只限于某些平台（处理器体系结构&操作系统&编译器）。

参考资料：

1. X86体系的函数调用约定

2. std::uintptr_t 与 std::size_t 的关系