《coredump问题原理探究》Linux x86版6.6节单继承

在C++里，类的多态是通过继承由虚函数来体现的。那么在单继承中，类的成员变量和虚函数的分布又是怎样的呢？

看一下例子：

1	 #include <stdio.h>
2	 class xuzhina_dump_c06_s4_base
3	 {
4	     private:
5	         int m_a;
6	     public:
7	         xuzhina_dump_c06_s4_base() { m_a = 1; }
8	         virtual void inc()
9	         {
10	             m_a++;
11	         }
12	         virtual void print()
13	         {
14	             printf( "m_a:%d\n", m_a );
15	         }
16	 };
17
18	 class xuzhina_dump_c06_s4_derived: public xuzhina_dump_c06_s4_base
19	 {
20	     private:
21	         int m_b;
22	         int m_c;
23	     public:
24	         xuzhina_dump_c06_s4_derived()
25	         {
26	             m_b = 0;
27	             m_c = 2*m_b;
28	         }
29	         virtual void mul()
30	         {
31	             m_c *= m_b;
32	         }
33
34	         virtual void print()
35	         {
36	             printf( "m_b:%d, m_c:%d\n", m_b, m_c );
37	         }
38	         virtual void dec()
39	         {
40	             m_c -= m_b;
41	         }
42
43	         virtual void inc()
44	         {
45	             m_b++;
46	             m_c += m_b;
47	         }
48	 };
49
50	 int main()
51	 {
52	     xuzhina_dump_c06_s4_base* p = new xuzhina_dump_c06_s4_derived;
53	     if ( p != NULL )
54	     {
55	         p->inc();
56	         p->print();
57	     }
58
59	     return 0;
60	 }

看一下汇编：

(gdb) disassemble main
Dump of assembler code for function main:
0x080485b0 <+0>:     push   %ebp
0x080485b1 <+1>:     mov    %esp,%ebp
0x080485b3 <+3>:     push   %ebx
0x080485b4 <+4>:     and    $0xfffffff0,%esp
0x080485b7 <+7>:     sub    $0x20,%esp
0x080485ba <+10>:    movl   $0x10,(%esp)
0x080485c1 <+17>:    call   0x80484a0 <_Znwj@plt>
0x080485c6 <+22>:    mov    %eax,%ebx
0x080485c8 <+24>:    mov    %ebx,(%esp)
0x080485cb <+27>:    call   0x8048654 <_ZN27xuzhina_dump_c06_s4_derivedC2Ev>
0x080485d0 <+32>:    mov    %ebx,0x1c(%esp)
0x080485d4 <+36>:    cmpl   $0x0,0x1c(%esp)
0x080485d9 <+41>:    je     0x8048600 <main+80>
0x080485db <+43>:    mov    0x1c(%esp),%eax
0x080485df <+47>:    mov    (%eax),%eax
0x080485e1 <+49>:    mov    (%eax),%eax
0x080485e3 <+51>:    mov    0x1c(%esp),%edx
0x080485e7 <+55>:    mov    %edx,(%esp)
0x080485ea <+58>:    call   *%eax
0x080485ec <+60>:    mov    0x1c(%esp),%eax
0x080485f0 <+64>:    mov    (%eax),%eax
0x080485f2 <+66>:    add    $0x4,%eax
0x080485f5 <+69>:    mov    (%eax),%eax
0x080485f7 <+71>:    mov    0x1c(%esp),%edx
0x080485fb <+75>:    mov    %edx,(%esp)
0x080485fe <+78>:    call   *%eax
0x08048600 <+80>:    mov    $0x0,%eax
0x08048605 <+85>:    mov    -0x4(%ebp),%ebx
0x08048608 <+88>:    leave
0x08048609 <+89>:    ret
End of assembler dump.

由上一节可知，要看虚函数表和成员变量的内存布局，直接看构造函数的汇编就行了。

(gdb) disassemble _ZN27xuzhina_dump_c06_s4_derivedC2Ev
Dump of assembler code for function _ZN27xuzhina_dump_c06_s4_derivedC2Ev:
0x08048654 <+0>:     push   %ebp
0x08048655 <+1>:     mov    %esp,%ebp
0x08048657 <+3>:     sub    $0x18,%esp
0x0804865a <+6>:     mov    0x8(%ebp),%eax
0x0804865d <+9>:     mov    %eax,(%esp)
0x08048660 <+12>:    call   0x804860a <_ZN24xuzhina_dump_c06_s4_baseC2Ev>
0x08048665 <+17>:    mov    0x8(%ebp),%eax
0x08048668 <+20>:    movl   $0x80487c8,(%eax)
0x0804866e <+26>:    mov    0x8(%ebp),%eax
0x08048671 <+29>:    movl   $0x0,0x8(%eax)
0x08048678 <+36>:    mov    0x8(%ebp),%eax
0x0804867b <+39>:    mov    0x8(%eax),%eax
0x0804867e <+42>:    lea    (%eax,%eax,1),%edx
0x08048681 <+45>:    mov    0x8(%ebp),%eax
0x08048684 <+48>:    mov    %edx,0xc(%eax)
0x08048687 <+51>:    leave
0x08048688 <+52>:    ret
End of assembler dump.

可见，类xuzhina_dump_c06_s4_derived的构造函数，先调用基类xuzhina_dump_c06_s4_base构造函数（即_ZN24xuzhina_dump_c06_s4_baseC2Ev），再设置虚函数表，然后初始化自己变量。在这里，有两个疑问：
1. 类xuzhina_dump_c06_s4_derived的成员变量是从this+8的位置开始的，而不是从this+4的位置开始.那么this+4放着什么东西？
2. 虚函数表指针0x80487c8放着的是类xuzhina_dump_c06_s4_derived的虚函数表，还是基类xuzhina_dump_c06_s4_base的虚函数表？

在回答这两个问题之前，先看一下基类xuzhina_dump_c06_s4_base的构造函数：

(gdb) disassemble _ZN24xuzhina_dump_c06_s4_baseC2Ev
Dump of assembler code for function _ZN24xuzhina_dump_c06_s4_baseC2Ev:
0x0804860a <+0>:     push   %ebp
0x0804860b <+1>:     mov    %esp,%ebp
0x0804860d <+3>:     mov    0x8(%ebp),%eax
0x08048610 <+6>:     movl   $0x80487e0,(%eax)
0x08048616 <+12>:    mov    0x8(%ebp),%eax
0x08048619 <+15>:    movl   $0x1,0x4(%eax)
0x08048620 <+22>:    pop    %ebp
0x08048621 <+23>:    ret
End of assembler dump.

从基类的构造函数可知，上面两个疑问的答案如下：
1. this+4的地方是存放着m_a,初始化为1.
2. 地址0x80487e0放着的则是基类的虚函数表。而地址0x80487c8放着的是子类的虚函数表。

看一下这两个虚函数表指针的内容。
基类虚函数表指针：

(gdb)  x /4wx 0x80487e0
0x80487e0 <_ZTV24xuzhina_dump_c06_s4_base+8>:   0x08048622      0x08048636      0x75783732      0x6e69687a
(gdb) info symbol 0x08048622
xuzhina_dump_c06_s4_base::inc() in section .text
(gdb) info symbol 0x08048636
xuzhina_dump_c06_s4_base::print() in section .text

子类虚函数表指针：

(gdb) x /8wx 0x80487c8
0x80487c8 <_ZTV27xuzhina_dump_c06_s4_derived+8>:        0x080486e6      0x080486a4      0x0804868a      0x080486cc
0x80487d8 <_ZTV24xuzhina_dump_c06_s4_base>:     0x00000000      0x08048830      0x08048622      0x08048636
(gdb) info symbol 0x080486e6
xuzhina_dump_c06_s4_derived::inc() in section .text
(gdb) info symbol 0x080486a4
xuzhina_dump_c06_s4_derived::print() in section .text
(gdb) info symbol 0x0804868a
xuzhina_dump_c06_s4_derived::mul() in section .text
(gdb) info symbol 0x080486cc
xuzhina_dump_c06_s4_derived::dec() in section .text

也就是说子类xuzhina_dump_c06_s4_derived的对象构造经历了下面的步骤



由上面可以看到子类虚函数表的分布规律：
1.重载基类的虚函数，按照基类虚函数的声明顺序排列，和子类声明顺序无关。
2.子类独有的虚函数，按照虚函数的声明顺序排列，追加在重载虚函数后面。