类虚函数表原理实现分析(当我们将虚表地址[n]中的函数替换,那么虚函数的实现就由我们来控制了)

时间:2023-03-08 19:58:54

原理分析

当调用一个虚函数时, 编译器生成的代码会调用 虚表地址[0](param1, param2)这样的函数. 已经不是在调用函数名了.

当我们将虚表地址[n]中的函数实现改为另外的函数, 虚函数的实现就由我们来控制了.

实验

根据虚表原理, 实验一下修改自己程序的虚函数表项地址.

使编译器生成的代码执行一个虚函数A时, 执行的是我们自己定义的非虚函数B.

知识点

* 使用union赋值, 绕过编译器函数与变量强转赋值的限制

* 类成员函数指针的执行

* 修改和恢复自己的代码段属性

* 虚函数表项的定位和读写

实验代码

  1. // virtual void fnFoo(); ///< cc's fnFoo
  2. typedef void (CC::*PFN_fnFoo)();
  3. typedef union un_function_pt
  4. {
  5. PFN_fnFoo pfn;
  6. int ifunAddr;
  7. }UN_FUNCTION_PT;
  8. void fnReplaceVirtualFunction()
  9. {
  10. /// 替换虚表函数的实验
  11. /// 通过实验可知, CC虚函数有2个
  12. /// 虚函数1 CC析构函数
  13. /// 虚函数2 CC::fnFoo
  14. /// 我们将 CC::fnFoo 在虚表中替换为 fnNewVirtualFunction()
  15. int iVirtualTblAddr = 0; ///< CC虚函数表地址
  16. int iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo = 0; ///< CC::fnFoo 对象方法的地址
  17. UN_FUNCTION_PT unFunPt; ///< 用于int转fun*, 绕过编译器限制
  18. DWORD dwOldProtect = 0;
  19. CA* pCA = new CC();
  20. iVirtualTblAddr = *((int*)pCA);
  21. iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo = *((int*)iVirtualTblAddr + 1);
  22. /// 执行CC.fnFoo虚函数的原始函数
  23. unFunPt.ifunAddr = iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo;
  24. (((CC*)pCA)->*unFunPt.pfn)();
  25. /// 手工执行一下pCA的fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo
  26. /// 让CC实例执行我们自己的指定的CC类成员函数
  27. /// 必须是CC类已经有的同参同返回值的函数
  28. unFunPt.pfn = &CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo;
  29. (((CC*)pCA)->*unFunPt.pfn)();
  30. // make memory writable
  31. if (VirtualProtect((void*)iVirtualTblAddr, 8, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect))
  32. {
  33. /// 替换虚表中的CC::fnFoo 为 CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo
  34. unFunPt.pfn = &CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo;
  35. ///< 不解除代码段0x0040的写限制, 会C05
  36. *((int*)iVirtualTblAddr + 1) = unFunPt.ifunAddr;
  37. // reprotect
  38. VirtualProtect((void*)iVirtualTblAddr, 8, dwOldProtect, NULL);
  39. /// 执行pCA->fnFoo变成了执行pCA->fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo
  40. pCA->fnFoo();
  41. /// ok 已经执行了我们自己指定的CC中的和CC::fnFoo同参同返回值的函数
  42. /// 这个函数可以是非虚函数
  43. }
  44. }
  1. // ClassTest.h: interface for the CClassTest class.
  2. //
  3. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  4. #if !defined(AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_)
  5. #define AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_
  6. #if _MSC_VER > 1000
  7. #pragma once
  8. #endif // _MSC_VER > 1000
  9. #include <iostream>
  10. using namespace std;
  11. class CA
  12. {
  13. public:
  14. CA();
  15. virtual ~CA();
  16. virtual void fnFoo();
  17. };
  18. class CB : public CA
  19. {
  20. public:
  21. CB();
  22. virtual ~CB();
  23. virtual void fnFoo();
  24. };
  25. class CC : public CB
  26. {
  27. public:
  28. CC();
  29. virtual ~CC();
  30. virtual void fnFoo();
  31. void fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo();
  32. };
  33. #endif // !defined(AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_)
  1. // ClassTest.cpp: implementation of the CClassTest class.
  2. //
  3. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  4. #include "ClassTest.h"
  5. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  6. // CA
  7. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  8. CA::CA()
  9. {
  10. cout << "CA::CA" << endl;
  11. }
  12. CA::~CA()
  13. {
  14. cout << "CA::~CA" << endl;
  15. }
  16. void CA::fnFoo()
  17. {
  18. cout << "CA::fnFoo" << endl;
  19. }
  20. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  21. // CB
  22. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23. CB::CB()
  24. {
  25. cout << "CB::CB" << endl;
  26. }
  27. CB::~CB()
  28. {
  29. cout << "CB::~CB" << endl;
  30. }
  31. void CB::fnFoo()
  32. {
  33. cout << "CB::fnFoo" << endl;
  34. }
  35. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  36. // CC
  37. //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  38. CC::CC()
  39. {
  40. cout << "CC::CC" << endl;
  41. }
  42. CC::~CC()
  43. {
  44. cout << "CC::~CC" << endl;
  45. }
  46. void CC::fnFoo()
  47. {
  48. cout << "CC::fnFoo" << endl;
  49. }
  50. void CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo()
  51. {
  52. /// 用来替换虚函数的同参, 同返回值的函数
  53. cout << "CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo" << endl;
  54. }

实行效果

  1. CA::CA
  2. CB::CB
  3. CC::CC
  4. CC::fnFoo
  5. CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo
  6. CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo

http://blog.csdn.net/lostspeed/article/details/50359445