虚函数表存储位置

article/2025/10/4 4:12:22

前言

先说结论:虚函数表存储在只读数据段.rodata)、虚函数存储在代码段(.text)、虚表指针的存储的位置与对象存储的位置相同,可能在栈、也可能在堆或数据段等。

相信大家知道虚表指针和虚函数存储的位置,但对于虚函数表的存储位置一时无法确定。看到这个问题时,我也是蒙的,查阅资料后得知虚函数表存储在只读数据段。但网上一些验证的方法,由于编译器原因无法复现,只能从其他角度推论得出。

反汇编

环境:gcc version 11.3.0 (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04)

验证代码:

#include <iostream>
using namespace std;class Q {
public:virtual void Test() {cout << "Test" << endl;}
};class Qgw : public Q {
public:virtual void Test() {cout << "Test Position" << endl;}
};int main() {Q* q = new Qgw;q->Test();return 0;
}

并不采用打印地址的方式,因为打印出的地址与反汇编得到的地址不同,无法直接得出结果。

首先编译代码:g++ -o test test.cc -O0 -m32,以 32 位方式编译。

然后将符号表输出到文件:objdump -tC test > test.txt

打开 test.txt 可以找到以下内容:

000012fc  w    F .text			00000044      Qgw::Test()
0000201c  w    O .rodata		00000005      typeinfo name for Qgw
00003ea8  w    O .data.rel.ro	0000000c      typeinfo for Qgw
00003e90  w    O .data.rel.ro	0000000c      vtable for Qgw

第一行比较清晰,说明 Qgw::Test() 存储在 .text 段,也就说明虚函数和普通函数一样,都存储在代码段。

下面几行又是什么东西呢?

根据《深度探索 C++ 对象模型》的 C++ 对象模型可知,typeinfo 是存储在虚函数表中,用来获取对象类型信息的。最下面的 .data.rel.ro 是只读数据段的重定位段,在链接时重定位。由此,可以推出虚函数表是存储在只读数据段的。

对象模型

相近地址

也可以采用打印地址的方式,与已知的一些段地址比较,看虚函数表地址和哪个段地址更接近。

环境:gcc version 11.3.0 (Ubuntu 11.3.0-1ubuntu1~22.04)

验证代码:

#include <iostream>
using namespace std;class Qgw {
public:virtual void Test() {cout << "Test Position" << endl;}
};void Func() {cout << "func" << endl;
}int n = 10;int main() {Qgw* q = new Qgw;q->Test();const char* arr = "qgw";cout << ".text:    " << (void*)Func << endl;cout << ".rodata:  " << (void*)arr << endl;cout << "虚函数表: "  << *(void**)q << endl;cout << ".data:    " << &n << endl;return 0;
}

函数的地址在上文已经验证了,全局变量和常量字符串的位置,《深入理解计算机系统(第三版)》中说明如下:

  • .rodata:只读数据
    • 比如 printf 语句中的格式串(%d\n
  • .data已初始化的全局和静态 C 变量

使用以下命令:objdump -sC test > test.txt 获取各段更详细的内容,只读数据段内容如下:

只读数据段

可以看到代码中的常量字符串存储在只读数据段。

各段的布局如下图:

elf can

编译运行上述代码,得到以下结果:

测试只读数据段

可以看到虚函数表的位置在数据段和只读数据段位置之间,我们是不能手动修改虚函数表的,因此存储在只读数据段是比较合理的。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/Nh4dSOC7.shtml

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