在《Swift匯編分析閉包-內(nèi)存布局》中介紹了閉包表達(dá)式和閉包之間的區(qū)別，同時(shí)也知道了閉包在內(nèi)存中的布局方式，那么這篇文章是對(duì)其的補(bǔ)充，主要是通過匯編來窺探閉包的調(diào)用。

廢話也不多說了，我們就直接看代碼吧。

/****   閉包  *********/
typealias Fn = (Int) -> Int

func exec() -> Fn {
    var a:Int = 10
    func plus(_ i: Int) -> Int {
        a += i
        return a
    }
    return plus
}

我們知道，閉包是一個(gè)函數(shù)以及其捕獲的外部變量合稱為閉包，那么我們?cè)谑褂脮r(shí)如下，即獲取函數(shù)對(duì)象并調(diào)用。

var fn = exec()
var a = fn(1)

但我們平時(shí)只是用了，并沒有想過當(dāng)前的fn到底是什么。
首先我們來看一下當(dāng)前fn所占字節(jié)大小，可以得到結(jié)果是16個(gè)字節(jié)。
從代碼上看我們調(diào)用exec()此時(shí)返回的是plus函數(shù)，那我們是不是可以猜想這16個(gè)字節(jié)中是否存放著函數(shù)的地址？

print(MemoryLayout.stride(ofValue: fn))  //16

既然懷疑存放著函數(shù)的地址，那么我們干脆直接看看函數(shù)的大小。

func sum1(v1: Int, v2: Int) -> Int {
    return v1 + v2
}
var fn = sum1
print(MemoryLayout.stride(ofValue: fn)) //16

如上代碼所示，我們可以通過該方式獲取到函數(shù)的大小也是16個(gè)字節(jié)。那么我們通過匯編分析一下當(dāng)前的fn中的數(shù)據(jù)。

在print(MemoryLayout.stride(ofValue: fn))處打上斷點(diǎn)，同時(shí)開啟匯編調(diào)試，command + r 運(yùn)行，此時(shí)斷點(diǎn)觸發(fā)

image.png

(lldb) p fn
() -> () $R0 = 0x0000000100002ad0 SwiftStudy`SwiftStudy.sum1(v1: Swift.Int, v2: Swift.Int) -> Swift.Int at main.swift:12

但是這里有一個(gè)疑問，為什么會(huì)movq兩次分別寫入數(shù)據(jù)，且第二次寫入的還是0,這是因?yàn)?code>movq指令一次只能移動(dòng)8個(gè)字節(jié)，但是fn是占用了16個(gè)字節(jié)的，那么這里就只能通過兩次方式寫入數(shù)據(jù)。第二次寫入的0你可以理解為格式化當(dāng)前的內(nèi)存。

上面是單獨(dú)講函數(shù)拿出來分析，那么回到原點(diǎn)此時(shí)分析閉包，但我們現(xiàn)在先不去捕獲外部變量，此時(shí)看看當(dāng)前的函數(shù)返回了什么內(nèi)容。

image.png

同樣斷點(diǎn)然后進(jìn)入到匯編部分。

函數(shù)調(diào)用

函數(shù)調(diào)用

(lldb) register read rax
     rax = 0x0000000100002d60  SwiftStudy`plus #1 (Swift.Int) -> Swift.Int in SwiftStudy.exec() -> (Swift.Int) -> Swift.Int at main.swift:100

也可得知存放函數(shù)的地址與數(shù)據(jù)的地址分別是0x100008158 0x100008160也是連續(xù)的。
這種情況是為捕獲外部變量的情況，現(xiàn)在我們來探究看下真正的閉包是怎么處理的。

閉包

image.png

首先我們可以看到第9行處在堆空間分配了地址，此時(shí)的返回?cái)?shù)據(jù)應(yīng)該是在rax處，那么我們?cè)谶@里大哥斷點(diǎn)看一下當(dāng)前返回的rax中的內(nèi)容。

(lldb) register read rax
     rax = 0x0000000100443a70

也就是此時(shí)堆空間的地址是0x0000000100646980，也可以看做是fn的前8個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)。
前面我們也知道返回值是放在rax與rdx中的，那么我們看函數(shù)返回之前，也就是第21行往rdx中寫入了數(shù)據(jù)，再看第15行可以得知是將rax中的數(shù)據(jù)寫入到-0x10(%rbp)中然后再將-0x10(%rbp)數(shù)據(jù)寫到rdx中，那么可以推斷rdx中放的就是堆空間的地址，那么我們?cè)?code>22行處斷點(diǎn)看一下rdx中的數(shù)據(jù)。

(lldb) register read rdx
     rdx = 0x0000000100443a70
(lldb) register read rax
     rax = 0x0000000100002ce0  SwiftStudy`partial apply forwarder for plus #1 (Swift.Int) -> Swift.Int in SwiftStudy.exec() -> (Swift.Int) -> Swift.Int at <compiler-generated>

同時(shí)我們也查看當(dāng)前rax中存放的數(shù)據(jù)，可以看到也是一個(gè)地址值，后面的描述是與plus函數(shù)相關(guān)。
然后我們?cè)?code>plus函數(shù)內(nèi)打上斷點(diǎn)，進(jìn)入到函數(shù)內(nèi)部。可以看到當(dāng)前函數(shù)的地址與打印出的函數(shù)地址并不一致，所以前面說的是與plus函數(shù)相關(guān)，并不直接是plus函數(shù)

image.png

上面我們已經(jīng)弄清楚了fn中總共16個(gè)字節(jié)中的前8個(gè)字節(jié)存放的是函數(shù)地址，后8個(gè)字節(jié)存放的是堆空間的地址。那么在fn(1)處斷點(diǎn)，查看其是怎么調(diào)用函數(shù)的。

image.png

前文也提到過函數(shù)調(diào)用是通過callq指令來調(diào)用的，那么我們這里調(diào)用fn實(shí)際上是調(diào)用了內(nèi)部函數(shù)的地址，也就是會(huì)從fn中取其前8個(gè)字節(jié)調(diào)用，那么說明callq調(diào)用的不會(huì)是一個(gè)固定的地址而應(yīng)該是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地址，比如從rax中取出來之類的地址，那么我們這里直接找callq指令且其后面并非固定地址的地方，顯而易見可以看到第33行處callq *%rax，而rax中的數(shù)據(jù)則是從-0x40(%rbp)來的，再看第24行-0x40(%rbp)中的內(nèi)容是從rax中而來，而在看第21行可以得知rax中的數(shù)據(jù)是取自于fn的前8個(gè)字節(jié)也就是函數(shù)地址。同樣我們?cè)诳?code>fn的后8個(gè)字節(jié)中的數(shù)據(jù)的存放是經(jīng)故宮rcx后最終落到了r13中，而r13一般是作為函數(shù)參數(shù)的寄存器使用(參照前文)

image.png

我們上面說了函數(shù)的調(diào)用以及堆空間的數(shù)據(jù)傳遞，但是我們這里調(diào)用fn(1)還會(huì)再傳另外一個(gè)參數(shù)，那么這個(gè)參數(shù)時(shí)如何傳遞的呢，其實(shí)我們?cè)倏吹?code>30行，這里會(huì)將1放入到edi(rdi)寄存器內(nèi)，也就是傳參1到函數(shù)內(nèi)部。

進(jìn)入到函數(shù)調(diào)用內(nèi)部，可以看到說明是apply for plus 與之前看到的描述一致，且其會(huì)通過jmp指令跳轉(zhuǎn)到真正的plus函數(shù)，同時(shí)也可以看到這里會(huì)將r13內(nèi)的數(shù)據(jù)放入到rsi中，其他的寄存器中并沒有去做修改。

我們現(xiàn)在plus函數(shù)內(nèi)部是做了加法計(jì)算，那么在做加法計(jì)算的時(shí)候是如何訪問到堆空間的數(shù)據(jù)的呢。

通過前文分析知道通過獲取fn的前8個(gè)字節(jié)調(diào)用了plus函數(shù)，將后8個(gè)字節(jié)通過rsi寄存器傳參，外部參數(shù)1則通過rdi寄存器傳遞。
進(jìn)入到plus函數(shù)內(nèi)部調(diào)用。

rsi -> 堆空間地址值
rdi -> 外部參數(shù)（1）

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再看第9行，將%rdi中的數(shù)據(jù)放入到了-0x48(%rbp)中
23行，將-0x48(%rbp)放入到rcx中
至此到36行rcx中的數(shù)據(jù)未曾改變，也就是這個(gè)時(shí)候其值就是1
那么到37行也就是rcx=rcx + 0x10(%rdx) 也就是plus`函數(shù)內(nèi)部的邏輯。

image.png