0前言最近工作之余，拿起《深入探究C++对象模型》一书，想进一步温习一下并理解C++对象模型的相关原理。以前看这本书，只是停留在表面，并没有去体会和验证书中的内容。所以这一次，我想既然又要学习了，就深入了解一下目前流行的编译器是如何实现C++对象模型的。因此这个话题。目前广泛使用的编译器有gcc、clang、msvc，但是作为C++后台开发，我相信gcc和clang用的比较多，我也是两个都用，所以本篇重点介绍gcc编译器，主要针对in-深入研究其C++对象模型的实现。如果你觉得深入探索C++对象模型深化了自己的内功，想进一步探究其现代编译器的实现，进一步加深理解，那么希望本专题对你有所帮助。学习本课题需要先学习理解计算机系统（原书第三版）。主要熟悉ATT汇编、基本函数调用规则等，还需要学习对C++对象模型的深入探索。这本书毕竟是这本书的主体。另外，你需要熟悉GDB，尤其是下面的命令。详细解释请参考后续链接：setprintprettyonsetprintvtblonsetprintobjecton。希望大家可以经常使用以下两个在线工具：https://cppinsights。io/godblot本题使用的机器环境如下uname-aLinuxqls-VirtualBox5.11.0-38-generic#42~20.04.1-UbuntuSMPTueSep2820:41:07UTC2021x86_64x86_64x86_64GNU/Linuxgcc编译设备版本为gccversion9.3.0(Ubuntu9.3.0-17ubuntu1~20.04)。最后，我只是因为兴趣而想进一步学习。中间可能有一些误解，欢迎大家随时指正；同时，由于工作繁忙，所以我可能会断断续续更新这个专栏。1故事的开头关于C++对象模型，我们先从《深入探究C++对象模型》第三章开头给出的例子说起。例子如下main(){std::cout<<"sizeof(X):"<}y=warning:can'tfindlinkersymbolforvirtualtablefor‘Y'value{={}，Y的成员：_vptr.Y=0x7ffff7d98fc8<__exit_funcs_lock>}z=警告：找不到“Z”值警告的虚拟表的链接器符号：找到“A::A()'代替{=<无效地址>，Z的成员：_vptr.Z=0x555555555430<__libc_csu_init>}a={={=<无效地址>，Y的成员：_vptr.Y=0x0--键入获取更多，q退出，c继续而不分页--},={Z的成员：_vptr.Z=0x5555555550e0<_start>},<无数据字段>}因此可以发现gdb的结果：安装了对象y编译器安装了一个_vptr.Y成员，对象z有一个编译器安装的_vptr.Z成员，对象a有一个编译器安装的_vptr.Y和_vptr.Z成员。虽然y、z、a都有成员X，但是他们都在内存布局的开头，所以1个字节被gcc优化了，这也符合《深入探索C++对象模型》中所说的。对于空虚基类，一些新的编译器会对其进行特殊处理。在这种策略下，一个空的虚基类被认为是派生类对象开头的一部分，也就是说，他没有花费任何额外的空间，节省了1个字节。因此，可以输出相应的结果。或许故事的开头可以到这里，但是我们说到汇编层面去仔细看看现代编译器是如何实现C++对象模型的，你可能会发现DeepExplorationof中绘制的对象模型示意图C++对象模型已经满足不符合现代编译器实现？（至少GCC）所以，有以下问题：上面的vptr指针指向哪里？对应的vtbl中的内容是什么？DeepExplorationC++ObjectModel中的下图是否需要更正？在下面的示意图中，本文示例中的虚基类偏移是否正确？里面的内容是什么？带着以上的疑问，我们进入下一节，仔细看看vtbl！3细看vtbl往往表面看起来很简单，但背后却异常复杂，就像本文给出的例子一样。我们可以从编译层面了解其背后的复杂性！对于本文的例子，我们使用文章开头介绍的工具CompilerExplorer-C++(x86-64gcc(trunk))查看对应的汇编实现，并回答总结末尾提出的问题。根据CompilerExplorer-C++(x86-64gcc(trunk))，在汇编级别有以下关键符号：Y::Y()[baseobjectconstructor]\Y::Y()[completeobjectconstructor]\Z::Z()[基础对象构造函数]\Z::Z()[完整对象构造函数]\A::A()[完整对象构造函数]\A的vtable\A的VTT\Y的构造vtablein-A\构造vtableforZ-in-A\vtableforZ\VTTforZ\vtableforY\VTTforY\以及相关符号的各种typeinfo关于以上符号的含义，我会一一解释在后续的分享中。让我们在下面的摘要中回答我们的问题！vptr指向哪里（vtbl中的内容是什么？）这里，两个问题合二为一了。如果你研究过C++对象模型的深入探索，你就会明白vptr指向vtbl，而只是具体指向vtbl的槽。可能没有正确答案。本文将告诉您vptr在gcc编译器中指向哪些插槽。这里只说明Y类型的vtbl的相关结论，Y的vtbl里面有什么可以通过对应的在线工具CompilerExplorer-C++(x86-64gcc(trunk))找到，其内容如下Y的vtable:.quad0.quad0.quadY的类型信息通过Y的构造函数实现movq如下movq%rdi,-8(%rbp)movl$vtableforY+24,%edxmovq-8(%rbp),%raxmovq%rdx,(%rax)//this->vptr=*rax结合了上面两个，知道在gcc编译器下，Y的内存模型如下，所以对象模型也回答了上面关于深入探索C++对象模型的部分是给的图是否正确的问题。通过分析汇编代码，我们知道在现代的gcc编译器中，vptr并不是直接指向typeinfo，而是指向其下一个位置的slot。然后就是最后一个问题，C++对象模型的深入探索。在下面的示意图中，本文示例中的虚基类偏移是否正确？里面的内容是什么？答案很明显。在现代gcc编译器下，上图是错误的。vptr应该指向typeinfo所在槽的下一个槽。如果有虚基类，vtbl中就会多出两个槽，对于对象y这两个槽中值大于0的两个槽分别表示：top_offset,vbase_offset所谓top_offset就是vptr的距离从对象的起始位置；所谓vbase_offset就是对象中到虚基类对象的距离。距对象起始位置的距离。所以最终在现代gcc编译器下，Y的对象模型结构如下，对应对象Z的内存模型可以类比为Y，这里不展开！4小结通过本文，我们可以初步得出以下结论：如果一个类A虚继承了一个类X，那么在gcc编译场景下，类Y会生成一个对应的vtbl，并被编译器插入到一个虚表中vptrclassvtbl默认有三个slot，分别是vbase_offset,top_offset,typeinfoforAclassA的vptr会指向下一个slotoftypeinfoforAslot本文未解决的问题：什么是VTT？为什么gcc编译器会为棱柱继承生成VTT？baseobjectconstructor]和completeobjectconstructorclassA的内存模型是什么？A级施工流程是怎样的？深入理解C++对象模型的故事由来已久。本文只是一个初步的开始，将不断完善和解答以上未解决的问题。参考：使用gdb调试-使用不同语言的gdb检查数据\
