我对C++中THUNK一种实现技术的分析
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 <iostream>
#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函数执行到
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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