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我对C++中THUNK一种实现技术的分析 (转)

原创 IT综合 作者:worldblog 时间:2007-12-14 08:45:59 0 删除 编辑
我对C++中THUNK一种实现技术的分析 (转)[@more@]

我对C++THUNK一种实现技术的分析XML:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:Office:office" />

KEY wordS:C++ THUNK 内存模式

 

在互联网上看到这样一段代码,有些网友不知其然,我简单的把它分析一下。

 

#pragma pack(push,1)

// structure to store the machine code

struct Thunk

{

  char  m_jmp;  // op code of jmp instruction

  unsigned long  m_relproc;  // relative jmp

};

#pragma pack(pop)

 

//This type of structure can contain then thunk code, which can be executed on the fly. Let's take a look at the simple case in which we are going to execute our required function by thunk.

 

//Program 77

#include

#include <windows.h>

using namespace std;

class C;

C* g_pC = NULL;

typedef void(*pFUN)();

 

class C

{

public:

  Thunk  m_thunk;

  //virtual void g(){};

  void Init(pFUN pFun, void* pThis)

  {

  // op code of jump instruction

  m_thunk.m_jmp = 0xe9;

  // address of the appripriate function

m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk));

  FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(),

  &m_thunk, sizeof(m_thunk));

  }

  // this is cour call back function

  static void CallBackFun()

  {

  C* pC = g_pC;

  // initilize the thunk

  pC->Init(StaticFun, pC);

  // get the address of thunk code

  pFUN pFun = (pFUN)&(pC->m_thunk);

  // start executing thunk code which will call StaticFun

  pFun();

  cout << "C::CallBackFun" << endl;

  }

  static void StaticFun()

  {

  cout << "C::StaticFun" << endl;

  }

};

int main()

{

  C objC;

  g_pC = &objC;

  C::CallBackFun();

  return 0;

}

 

C++在实现多重继承中,要求有一种机制来实现对this指针的动态修改,比较好的一种实现技术就是采用THUNK技术,通常它是由一小段ASM所完成的实现地址转变和函数调用的程式。上面这段代码采用C++语言实现THUNK技术。

 

大家都知道,在程序调到内存中后:

由低到高把内存分为:

低------0

系统占用区

代码区

全程数据区

堆区

栈区

DLL区[有DLL自己的堆栈等]

....

没有占用区

高-----4GB

 

当程序运行时,函数

static void StaticFun()

  {

   cout << "C::StaticFun" << endl;

  }

在内存的中adress已经确定了,我们假设它为 addr_fun_staticfun

当main函数执行

C objC;

 

时,就为objC在数据区->栈内分配一个地址为 addr_data_objC ,长度为sizeof(C)的内存块

至少这段块内存在main函数运行其间是固定不变的。因此我们可知全程指针 g_pC ,以及static void CallBackFun()中的C* pC的值都是addr_data_objC[记得它是栈内],现在我们看pC->Init(StaticFun, pC);函数内部:

void Init(pFUN pFun, void* pThis)

  {

  m_thunk.m_jmp = 0xe9;  //先不管

  m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk));

  FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(),

   &m_thunk, sizeof(m_thunk));

  }

 

由C类声明可知,C类对象objC内存布局中只有 Thunk  m_thunk;一个数据成员 。连vptr也没有。

所以我们得出结果 &objC.m_thunk = addr_data_objC  = (int)this

 

  m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk));一句

的.m_relproc的值应为addr_fun_staticfun – (addr_data_objC + sizeof(Thunk)) [win32 中sizeof(Thunk) = 5]

 

FlushInstructionCache(GetCurrentProcess(), &m_thunk, sizeof(m_thunk));

一句的作用,是填指令缓冲区 ,将内存地址为 &objC.m_thunk 处起大小为 sizeof(m_thunk)填充到指令缓冲[我觉得这句函数指令是起到优化的作用,没有什么必要性]。

 

这样,可以理解为在函数Init内部把在内存地址起始为&objC.m_thunk = addr_data_objC 起[在数据栈内] sizeof(thunk)一段数据设置为

m_thunk.m_jmp = 0xe9; 

m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk));

而这部分数据的二进制数据从代码角度讲是起跳转到addr_fun_staticfun的作用。

 

如果在C类中位于m_thunk之前声明一个成员或增加类虚拟成员函数,那会让(int)this <> &m_thunk,所以代码不能正常工作[这是建立在类对象内存布局按用一范围(Private,Public,pro..)成员变量声明ORDER分配的基础上],如果想要代码正常工作,就要在

m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk));

处作出相当的修改:

m_thunk.m_relproc = (int)pFun - ((int)this+sizeof(Thunk)+SIZEOF(增加的变量));

 

请大家指正。


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