c++ - 有没有直接的方法可以在编译时获取vtable的地址？

Question

我正在调试一个有害的内存损坏错误，该错误看起来像是指向vtable的指针已损坏。我想通过在程序中的各个点将指针的值与指针的正确值(vtable的真实位置)进行比较来检测何时发生。

不幸的是，我还没有找到在编译时获取指针正确值的方法，所以我被迫实例化一个新对象只是为了读取它的vtable指针，这似乎没有必要。

#include <iostream>
#include <iomanip>
#include <stdint.h>

class Foo {
    virtual void performVirtualAction() {
        std::cout << "Foo's version" << std::endl;
    }
};
class Bar : public Foo {
    virtual void performVirtualAction() {
        std::cout << "Bar's version" << std::endl;
    }
};

int main(){
    Foo foo;
    Bar bar;

    std::cout << "Foo's vtable pointer " << std::hex << *(uint64_t*)(&foo) << std::endl;
    std::cout << "Bar's vtable pointer " << std::hex << *(uint64_t*)(&bar) << std::endl;
}

是否有更直接的方式来表达我想要特定类型(如 Foo 或 Bar)的 vtable 位置的想法？

该方法不必是可移植的。它只适用于 Linux 上的 gcc。

Answer 1

C++ 没有定义如何实现多态性。 vtables只是事实上的标准，但是如果任何编译器供应商找到合适的不同方法，他就可以自由地做任何他想做的事。

因此，无论您尝试以编程方式执行什么操作，它始终都是一种肮脏的黑客行为，因为 vtable 是内部编译器详细信息，对 C++ 代码不直接可见。

[ 编辑:需要纠正自己:gcc 在多态类的开头放置一个指向 vtable 的指针。接下来:只需将对象转换为 uintptr_t (不是 uint64_t)(或指向 uintptr_t* 的指针)，您将直接获得指针到虚函数表。如果您还想打印 vtable 本身(以查看该 vtable 是否已损坏)，这可能会有所帮助:What is the VTable Layout and VTable Pointer Location in C++ Objects in GCC 3.x and 4.x? ]

实际上，我并不期望您会发现太多，因为您可能会在 vtable 实际发生很久之后才看到它的变化。如果您知道或可以找出哪些对象实例受到影响，您可以在 gdb 中的写访问 ( https://sourceware.org/gdb/onlinedocs/gdb/Set-Watchpoints.html ) 上添加内存观察点。这将准确揭示您的 vtable 损坏的时间和位置(例如，如果您写入超出数组定义的边界，将对象转换为错误的类型并写入它，...)。