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）

Posted 2020-06-13

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

 

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1. // virtual void fnFoo(); ///< cc‘s fnFoo  
2. typedef void (CC::*PFN_fnFoo)();  
3.   
4. typedef union un_function_pt  
5. {  
6.     PFN_fnFoo pfn;  
7.     int ifunAddr;  
8. }UN_FUNCTION_PT;  
9.   
10. void fnReplaceVirtualFunction()  
11. {  
12.     /// 替换虚表函数的实验  
13.     /// 通过实验可知, CC虚函数有2个  
14.     /// 虚函数1 CC析构函数  
15.     /// 虚函数2 CC::fnFoo  
16.       
17.     /// 我们将 CC::fnFoo 在虚表中替换为 fnNewVirtualFunction()  
18.       
19.     int iVirtualTblAddr = 0; ///< CC虚函数表地址  
20.     int iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo = 0; ///< CC::fnFoo 对象方法的地址  
21.     UN_FUNCTION_PT unFunPt; ///< 用于int转fun*, 绕过编译器限制  
22.     DWORD dwOldProtect = 0;  
23.       
24.     CA* pCA = new CC();  
25.       
26.     iVirtualTblAddr = *((int*)pCA);  
27.     iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo = *((int*)iVirtualTblAddr + 1);  
28.       
29.     /// 执行CC.fnFoo虚函数的原始函数  
30.     unFunPt.ifunAddr = iVirtualFunctionAddr_CC_fnFoo;  
31.     (((CC*)pCA)->*unFunPt.pfn)();  
32.       
33.     /// 手工执行一下pCA的fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo  
34.     /// 让CC实例执行我们自己的指定的CC类成员函数  
35.     /// 必须是CC类已经有的同参同返回值的函数  
36.     unFunPt.pfn = &CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo;  
37.     (((CC*)pCA)->*unFunPt.pfn)();  
38.       
39.     // make memory writable  
40.     if (VirtualProtect((void*)iVirtualTblAddr, 8, PAGE_EXECUTE_READWRITE, &dwOldProtect))  
41.     {  
42.         /// 替换虚表中的CC::fnFoo 为 CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo  
43.         unFunPt.pfn = &CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo;  
44.           
45.         ///< 不解除代码段0x0040的写限制, 会C05  
46.         *((int*)iVirtualTblAddr + 1) = unFunPt.ifunAddr;  
47.           
48.         // reprotect  
49.         VirtualProtect((void*)iVirtualTblAddr, 8, dwOldProtect, NULL);  
50.           
51.         /// 执行pCA->fnFoo变成了执行pCA->fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo  
52.         pCA->fnFoo();  
53.           
54.         /// 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  
55.         /// 这个函数可以是非虚函数  
56.     }  
57. }  

 

 

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1. // ClassTest.h: interface for the CClassTest class.  
2. //  
3. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
4.   
5. #if !defined(AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_)  
6. #define AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_  
7.   
8. #if _MSC_VER > 1000  
9. #pragma once  
10. #endif // _MSC_VER > 1000  
11.   
12. #include <iostream>  
13.   
14. using namespace std;  
15.   
16. class CA  
17. {  
18. public:  
19.     CA();  
20.     virtual ~CA();  
21.     virtual void fnFoo();  
22. };  
23.   
24. class CB : public CA  
25. {  
26. public:  
27.     CB();  
28.     virtual ~CB();  
29.     virtual void fnFoo();  
30. };  
31.   
32. class CC : public CB  
33. {  
34. public:  
35.     CC();  
36.     virtual ~CC();  
37.     virtual void fnFoo();  
38.     void fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo();  
39. };  
40.   
41.   
42. #endif // !defined(AFX_CLASSTEST_H__D794CC4B_D79E_4A61_9D5A_95110788AE39__INCLUDED_)  

 

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1. // ClassTest.cpp: implementation of the CClassTest class.  
2. //  
3. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
4.   
5. #include "ClassTest.h"  
6.   
7. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
8. // CA  
9. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
10.   
11. CA::CA()  
12. {  
13.     cout << "CA::CA" << endl;  
14. }  
15.   
16. CA::~CA()  
17. {  
18.     cout << "CA::~CA" << endl;  
19. }  
20.   
21. void CA::fnFoo()  
22. {  
23.     cout << "CA::fnFoo" << endl;  
24. }  
25.   
26. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
27. // CB  
28. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
29.   
30. CB::CB()  
31. {  
32.     cout << "CB::CB" << endl;  
33. }  
34.   
35. CB::~CB()  
36. {  
37.     cout << "CB::~CB" << endl;  
38. }  
39.   
40. void CB::fnFoo()  
41. {  
42.     cout << "CB::fnFoo" << endl;  
43. }  
44.   
45. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
46. // CC  
47. //////////////////////////////////////////////////////////////////////  
48.   
49. CC::CC()  
50. {  
51.     cout << "CC::CC" << endl;  
52. }  
53.   
54. CC::~CC()  
55. {  
56.     cout << "CC::~CC" << endl;  
57. }  
58.   
59. void CC::fnFoo()  
60. {  
61.     cout << "CC::fnFoo" << endl;  
62. }  
63.   
64. void CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo()  
65. {  
66.     /// 用来替换虚函数的同参, 同返回值的函数  
67.     cout << "CC::fnNewFunctionSameDefineAsfnFoo" << endl;  
68. }  

实行效果

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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