【C/C++】概念： VC虚函数布局引发的问题
在网上看到一个非常热的帖子，里面是这样的一个问题：
在打印的时候发现pFun的地址和 &(Base::f)的地址竟然不一样太奇怪了？经过一番深入研究，终于把这个问题弄明白了。下面就来一步步进行剖析。
根据VC的虚函数的布局机制，上述的布局如下：
然后我们再细细的分析第一种方式：
Fun pFun = (Fun)*((int*)*(int*)(d)+0);
d是一个类对象的地址。而在32位机上指针的大小是4字节，因此*(int*)(&d)取得的是vfptr，即虚表的地址。从而*((int*)*(int*)(&d)+0)是虚表的第1项，也就是Base::f()的地址。事实上我们得到了验证，程序运行结果如下：
这说明虚表的第一项确实是虚函数的地址，上面的VC虚函数的布局也确实木有问题。
但是，接下来就引发了一个问题，为什么&(Base::F）和PFun的值会不一样呢？既然PFun的值是虚函数f的地址，那&(Base::f)又是什么呢？带着这个问题，我们进行了反汇编。
printf("&(Base::f): 0x%x \n", &(Base::f));
00401068 mov edi,dword ptr [__imp__printf (4020D4h)]
0040106E push offset Base::`vcall'{0}' (4013A0h)
00401073 push offset string "&(Base::f): 0x%x \n" (40214Ch)
00401078 call edi
printf("&(Base::g): 0x%x \n", &(Base::g));
0040107A push offset Base::`vcall'{4}' (4013B0h)
0040107F push offset string "&(Base::g): 0x%x \n" (402160h)
00401084 call edi
那么从上面我们可以清楚的看到:
Base::f 对应于Base::`vcall'{0}' (4013A0h)
Base::g对应于Base::`vcall'{4}' (4013B0h)
那么Base::`vcall'{0}'和Base::`vcall'{4}'到底是什么呢，继续进行反汇编分析
Base::`vcall'{0}':
004013A0 mov eax,dword ptr [ecx]
004013A2 jmp dword ptr [eax]
......
Base::`vcall'{4}':
004013B0 mov eax,dword ptr [ecx]
004013B2 jmp dword ptr [eax+4]
第一句中, 由于ecx是this指针, 而在VC中一般虚表指针是类的第一个成员, 所以它是把vfptr, 也就是虚表的地址存到了eax中. 第二句
相当于取了虚表的某一项。对于Base::f跳转到Base::`vcall'{0}'，取了虚表的第1项；对于Base::g跳转到Base::`vcall'{4}'，取了虚表第2项。由此都能够正确的获得虚函数的地址。
由此我们可以看出，vc对此的解决方法是由编译器加入了一系列的内部函数"vcall". 一个类中的每个虚函数都有一个唯一与之对应的vcall函数，通过特定的vcall函数跳转到虚函数表中特定的表项。
更深一步的进行讨论，考虑多态的情况，将代码改写如下：
打印的时候表现出来了多态的性质：
分析可知原因如下：
这是因为类Derive的虚函数表的各项对应的值进行了改写(rewritting)，原来指向Based::f()的地址变成了指向Derive::f()，原来指向Based::g()的地址现在编变成了指向Derive::g()。
反汇编代码如下：
printf("&(Derive::f): 0x%x \n", &(Derive::f));
00401086 push offset Base::`vcall'{0}' (4013B0h)
0040108B push offset string "&(Derive::f): 0x%x \n" (40217Ch)
00401090 call esi
printf("&(Derive::g): 0x%x \n", &(Derive::g));
00401092 push offset Base::`vcall'{4}' (4013C0h)
00401097 push offset string "&(Derive::g): 0x%x \n" (402194h)
0040109C call esi
因此虽然此时Derive::f依然对应Base::`vcall'{0}',而 Derive::g依然对应Base::`vcall'{4}'，但是由于每个类有一个虚函数表，因此跳转到的虚表的位置也发生了改变，同时因为进行了改写，虚表中的每个slot项的值也不一样。
稍微总结一下：
在VC中有两种方法调用虚函数，一种是通过虚表，另外一种是通过vcall thunk的方式
通过虚表的方式：
base *d = new Derive;
d->f();
004115FA mov eax,dword ptr [d]
004115FD mov edx,dword ptr [eax]
004115FF mov esi,esp
00411601 mov ecx,dword ptr [d]
00411604 mov eax,dword ptr [edx]
00411606 call eax
00411608 cmp esi,esp
0041160A call @ILT+470(__RTC_CheckEsp) (4111DBh)
这种方式的应用环境是通过类对象的指针或引用来调用虚函数
通过vcall thunk的方式：
typedef void (Base::* func1)( void );
base *d = new Derive;
func1 pFun1 = &Base::f;
(d->*pFun1)();
004115A9 mov dword ptr [pFun1],offset Base::`vcall'{0}' (4110C3h)
004115B0 mov esi,esp
004115B2 lea ecx,[d]
004115B5 call dword ptr [pFun1]
004115B8 cmp esi,esp
004115BA call @ILT+460(__RTC_CheckEsp) (4111D1h)
