利用Thunk让C++成员函数变回调函数

Windows API经常需要回调函数,而在C++开发中面向对象当行其道,若能让C++类的成员函数成为回调函数,简直就是大善!但是C++成员函数都隐含了一个this指针用于指向当前的对象.要实现回调确实不容易.

我大约一年前就接触到Thunk技术,甚至也看过利用Thunk实现将成员函数变成回调函数的例子.但是我实在没了解过C++汇编后的样子,很容易钻了牛角尖,看都看不懂,直接用他们的程序又不敢,毕竟出错后不好处理.前端时间偶尔想起Thunk技术,对未懂技术老这样悬着很可能影响自己的程序员生涯的,于是决心闭关参悟(没办法,资质差啊),终于弄明白了。那种感觉啊,就像诚信礼佛的人突然见到如来一样,或者换了贴近自己的比喻:就像千年色鬼见到美女一样的兴奋. 我忍不住的模仿小说中的修真人士突悟大道后的感叹:原来如此!

下面的分享一下我的收获,基本上是出入门径的写给初学者的,大侠千万要止步,小弟皮薄!

稍微研究了一下C++汇编后的代码,一般调用C++的成员函数之前,都是使用ECX寄存器保存对象的指针,好在C++成员函数的调用约定__thiscall的参数压栈顺序和堆栈平衡的维护都是和回调函数的调用约定__stdcall一样,所以只需要构造汇编将对象指针保存在ECX寄存器后JMP到成员函数的执行地址就可以了.先写个C++结构拼凑这两条汇编码:

#pragma pack( push, 1 )
struct  MemFunToStdCallThunk
{
    BYTE          m_mov;
    DWORD      m_this;   //mov ecx pThis
    BYTE          m_jmp;
    DWORD      m_relproc;  //jmp  偏移地址

    BOOL  Init( DWORD_PTR proc, void* pThis )
    {
        m_mov = 0xB9;   // mov ecx
        m_this = PtrToUlong(pThis);
        m_jmp = 0xe9;          //jmp
        //jmp跳转的地址为相对地址,相对地址 = 目标地址 - 当前指令下一条指令的地址
        m_relproc = DWORD((INT_PTR)proc - ((INT_PTR)this+sizeof(MemFunToStdCallThunk)));
        ::FlushInstructionCache( ::GetCurrentProcess(), this, sizeof(MemFunToStdCallThunk) );
        return TRUE;
    }

    void* GetCodeAddress()
    {
        return this;
    }
};
#pragma  pack( pop )

这个结构相当于两条汇编语句:

mov ecx, pThis

jmp [偏移地址]

使用:

typedef  void  ( __stdcall *StdCallFun )( int, int );

class  CTestClass
{
private:
    int  m_nBase;
    MemFunToStdCallThunk  m_thunk;

    void  memFun( int m, int n )
    {
        int  nSun = m_nBase + m + n;
        CString str;
        str.Format( _T("%d"), nSun );
        AtlMessageBox( NULL, _U_STRINGorID( str ) );
    }

public:
    CTestClass()
    {
        m_nBase  = 10;
    }

    void  Test()
    {
        //UnionCastType:利用联合将函数指针转换成DWORD_PTR
        m_thunk.Init( UnionCastType<DWORD_PTR>(&CTestClass::memFun), this );
        StdCallFun fun = (StdCallFun)m_thunk.GetCodeAddress();
        ATLASSERT( fun != NULL );
        fun( 1, 3 );
    }
};

MemFunToStdCallThunk的Init方法接受成员函数指针和对象指针后就构造成2条汇编码,当调用fun(1,3)时,

首先将参数3和1压入堆栈,之后跳转到m_thunk处,也就是那构造的2条汇编码处,将对象指针保存到ECX寄存器,之后跳转到指定的成员函数处执行.一切OK了.

UnionCastType方法的代码如下:

template< typename TDst, typename TSrc >
TDst  UnionCastType( TSrc src )
{
    union
    {
        TDst  uDst;
        TSrc  uSrc;
    }uMedia;
    uMedia.uSrc  =  src;
    return uMedia.uDst;
}