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）

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