c++继承关系（含虚函数）内存结构分析

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1、C++继承关系(含虚函数)内存结构分析以及动态绑定的细节分析一．说明本文较为深入的研究C++的继承(含多重继承)情况下带虚函数时的实例内存结构，较为深入的剖析了继承实例间是如何组织的，以及动态绑定的实现细节。二．依据以下阐述的细节均依据VS2005生成的DEBUG模式程序在IDAPro5.2反编译所得，部分数据结构根据程序分析得出。三．术语说明对于以下将频繁用到的术语，我可能简写为如下classX:RTTI_COLx原语：classX:RTTICompleteObjectLocator{forx}classX:RTTI_CHD原语：classX:RTTIclassHierarchyDe

2、scriptorclassX:RTTI_BCD原语：classX:RTTIBaseclassDescriptor以上简写均采用单词首字母缩写，其中Derive表示派生类，x表示Derive的一个基类，classX表示以上任意类Derive:RTTI_COLxvirtualDerive::fun1(overwritebyderiveclass)forbaseAvirtualA::fun2(inheritfrombaseA)forbaseA......virtualfun(ifderiveownvirtualitslef)forderive*perhapsnot四．分析1.派生类内存分布及

3、虚表vfTableforbaseAdataofbaseAvfTableforbaseBdataofbaseBdataofDeriveitselfFigure1:派生类实例对象内存分布及虚表映射如上图，其中左部为派生类class的实例对象内存格局（继承来自A,B），其中第一项为baseA的虚表地址(A,B数据在class实例中布局顺序是按照Derive在声明时继承顺序决定的)，从图中箭头可知baseA的虚表地址指向了一个数组，里面存放了Derive对应的虚函数地址：①首先存放重写过的baseA声明的的虚函数地址(如果虚函数是从基类继承过来的，那么虚表中存放的也是baseA中该函数地址)。

4、②然后存放Derive自己声明的虚函数(可能没有)。*注意：vfTable地址指向的虚表是从右边表格黄色以下位置开始，黄色以上是虚表附加信息，不为虚表所有，为本人IDAPro反汇编分析所得。其中Derive:RTTI_COLx是定位对象所使用的相关数据结构，其结构经反汇编如下：2.classX：RTTICompleteObjectLocator{forx}FieldLengthRemarkreserve_14notused,filledwith0x00offset_x4theoffsetofvfTable(forx)andthebaseaddressofclassXreserve_34

5、notused,filledwith0x00pTypeDescriptor4addressofclassX:RTTITypeDescriptorpHierarchyDescriptor4addressofclassX:RTTIclassHierarchyDescriptorFigure2:classX：RTTICompleteObjectLocator{forx}反汇编结构offset_x字段描述基类x在classX实例内存空间中的起始地址相对于classX基址的偏移(也就是x的vfTable字段在classX内存布局中的偏移)pHierarchyDescriptor字段存放class

6、X：RTTIclassHierarchyDescriptor结构的地址，该结构描述了Derive类的内存结构层次信息。***Remark:对于classX为派生类Derive情况时，该结构描述了基类x相对于Derive的信息,此时表格中所有classX均应以Derive替换；但是当classX为基类x情况时，该结构描述了基类自身的信息，此时表格中所有classX均应以x替换3.classX:RTTIclassHierarchyDescriptorFieldLengthRemarkreserve_14unknownreserve_24unknowndwArrayElemCount4the

7、countoftheelementinsidepBaseClassArraypBaseClassArray4addressofclassX:RTTIBaseclassArrayFigure3:classX:RTTIclassHierarchyDescriptor反汇编结构该结构详细描述了类实例中相关重要信息的的索引pBaseClassArray字段存放classX:RTTIBaseclassArray数组基址。dwArrayElemCount字