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C++类函数中使用this指针进行偏移调用的汇编实现

2023-07-08 19:11:55 深夜i -- --

C++ 类函数 this指针偏移调用汇编实现

C++是一门面向对象的编程语言，其中类和函数是最基本的概念。在类函数中，this指针是一个指向当前对象的指针，可以用来访问对象的成员变量和成员函数。此外，在某些情况下，也可以使用this指针进行偏移调用。本文将介绍在C++类函数中使用this指针进行偏移调用的汇编实现。

在C++中，类函数的第一个参数是this指针，常规使用方法为在函数体内通过this指针访问类的成员。而使用this指针进行偏移调用，则需要将this指针加上一个偏移量，然后访问类的成员。例如，假设有一个类Person，其中有一个公共成员函数printName()，且对象实例p的地址为0x1000，可以使用以下代码进行偏移调用：


Person* p = (Person*)0x1000;
(p->*(&Person::printName))();

上面的代码相当于调用了对象p的printName()函数。&Person::printName从语法上表示printName()函数在Person类中的地址，而(p->*(&Person::printName))()则表示通过this指针加上偏移量访问printName()函数，并且函数调用是通过成员函数指针实现的。

在汇编实现中，this指针是通过ECX寄存器传递的。假设有以下C++代码：


class Test {
public:
  void foo() {
    int* p = &m_data;
    int value = *(p + 2);
  }
private:
  int m_data[3];
};

函数foo()中使用了指针p对类中的m_data数组进行偏移访问。汇编代码可以写成以下形式：


$foo:
  push  ebp
  mov   ebp,esp
  push  esi
  mov   esi,dword ptr [ecx]
  xor   eax,eax
  mov   ecx,dword ptr [esi+8]
  lea   edx,dword ptr [eax+eax*4]
  lea   eax,dword ptr [esi+edx*4+0Ch]
  mov   eax,dword ptr [eax]
  pop   esi
  pop   ebp
  ret

其中，ECX寄存器存储了this指针，而指令mov esi,dword ptr [ecx]将this指针的值赋给了ESI寄存器。然后，指令mov ecx,dword ptr [esi+8]将类的成员变量m_data的地址存储到了ECX寄存器中。接着，如果需要对m_data数组进行偏移，则需要使用指令lea edx,dword ptr [eax+eax*4]计算出偏移量，并且使用指令lea eax,dword ptr [esi+edx*4+0Ch]计算出数组元素的地址。最后，使用指令mov eax,dword ptr [eax]将元素的值存储到EAX寄存器中。

使用this指针进行偏移调用的汇编实现类似，只是需要使用成员函数指针来计算偏移地址。例如，如果有以下C++代码：


class Test {
public:
  void foo() {
    m_data[2] = 10;
    void (Test::*pfn)() = &Test::bar;
    (this->*pfn)();
  }
private:
  int m_data[3];
  void bar() {
    m_data[2] += 5;
  }
};

在函数foo()中，使用this指针来访问m_data数组的第三个元素，并使用成员函数指针pfn来调用bar()函数。汇编代码可以写成以下形式：


$foo:
  push  ebp
  mov   ebp,esp
  push  ebx
  push  esi
  mov   esi,dword ptr [ecx]
  mov   eax,dword ptr [ecx+4]
  xor   ebx,ebx
  add   eax,eax
  lea   ecx,dword ptr [eax+eax*4]
  lea   eax,dword ptr [esi+4Ch]
  mov   eax,dword ptr [eax+ecx*4]
  mov   ecx,dword ptr [eax]
  call  ecx
  pop   esi
  pop   ebx
  pop   ebp
  ret

其中，指令mov esi,dword ptr [ecx]和mov eax,dword ptr [ecx+4]的作用和上面类似。然后，使用成员函数指针pfn的地址计算出bar()函数在类中的地址，存储在EAX寄存器中。指令mov ecx,dword ptr [eax]则将bar()函数的地址存储到ECX寄存器中。最后，使用指令call ecx进行函数调用。

通过上述汇编实现可以看出，使用this指针进行偏移调用的本质就是通过指针加上偏移量来访问类的成员，并且使用成员函数指针来调用函数。这种技巧在实际编程中可能不常用，但是了解其实现方式可以帮助我们更好地理解C++类和函数的概念。

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