objc_msgSend(下)

消息补充
LLDB补充
- 分析
CacheLookup汇编（重点）
总结

消息补充

方法的本质就是消息发送，其中包含了两个主体
- 消息接收者
- sel + 参数
运行objc_msgSend需要注意的点
- 一定要引入头文件
- 包含参数时，Xcode配置Build Setting -> objc_msg -> Enable Strict Checking of （严格检测参数个数）关闭

log_fill_cache -> cache（缓存具备读和写特性）

LLDB补充

在LLDB调试过程中，调用【person say】，会在cache_t中插入一个方法后，_maybeMask应该为capacity-1为3，而实际调试过程中为7，奇奇怪怪的！！！！

2021-06-26 14:55:04.313436+0800 KCObjcBuild[12182:4391368] -[LGPerson saySomething]
(lldb) p *$1
(cache_t) $3 = {
_bucketsAndMaybeMask = {
  std::__1::atomic<unsigned long> = {
    Value = 4442833280
  }
}
 = {
   = {
    _maybeMask = {
      std::__1::atomic<unsigned int> = {
        Value = 7 ///<< 明明只插入了一次，为什么是7不是3呢？
      }
    }
    _flags = 32808
    _occupied = 1
  }
  _originalPreoptCache = {
    std::__1::atomic<preopt_cache_t *> = {
      Value = 0x0001802800000007
    }
  }
}
}

分析

第一个开启时capacity必然是4（1<<2）, 变为8一定是进行了类似的扩容。扩容一定会走cache_t的insert方法，所以可以在insert方法中插入以下代码循环打印sel和imp

调用了[NSObject class]方法
调用了[NSObject respondsToSelector]方法
调用了bucket的set方法（如果想要向cache插入bucket（不是cache::insert），必现会调用set方法）
```
if (sel == @selector(saySomething)) {
     bucket_t *kc_b = buckets();
     for (unsigned i = 0; i<oldCapacity; i++) {
         SEL kc_sel = kc_b[i].sel();
         IMP kc_imp = kc_b[i].imp(kc_b, nil);
         printf("%p - %p - %p\n", kc_sel, kc_imp, &kc_b[i]);
     }
     printf("isConstantEmptyCache %p - %u - %u - %u---", kc_b, capacity, newOccupied, oldCapacity);
 }
```
```objectivec (lldb) p [p saySomething] 0x7fff7c59600c - 0x8650eb0 - 0x108d05d30 ///<< 调用respondsToSelector方法 0x7fff7c595f71 - 0x8650310 - 0x108d05d40 ///<< 调用class方法 0x0 - 0x0 - 0x108d05d50 0x1 - 0x108d05d30 - 0x108d05d60 ///<< allocateBuckets方法插入一个bucket isConstantEmptyCache 0x108d05d30 - 4 - 3 - 4—-2021-06-26 15:33:15.505799+0800 KCObjcBuild[13213:4423553] -[LGPerson saySomething]

(lldb) po (SEL)0x7fff7c59600c “respondsToSelector:”

(lldb) po (SEL)0x7fff7c595f71 “class”

<a name="XpJBs"></a>
### 结论
`p`调用方法时，`insert`首先插入了`sel-respondsToSelector`，接着插入了`sel-class`，然后向`bucket`插入值，一定会调用其`set`方法，所以`_maybeMask`达到了`3/4`，进行扩容。
<a name="j9rG0"></a>
### 扩展----->重点
- 向cache_t插入第一个bucket时，会调用allocBucket
- 流程： `class -> allocBucket -> Bucket.set`
- `allocateBuckets`方法时插入一个`bucket`在末尾，**存**`**cahce_t**`**的首地址(非SEL和IMP)**，作为边界，所以`mask`取值为容量-1. 
- 这里也解释了上述开辟内存空间为7的原因。
![未命名文件 (6).jpg](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/jpeg/21860440/1630759706394-70a89407-23b3-4630-aade-1554682b7bf9.jpeg#clientId=u08d8578f-0d19-4&from=ui&id=u28f69944&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D%E6%96%87%E4%BB%B6%20%286%29.jpg&originHeight=1513&originWidth=1588&originalType=binary&ratio=1&size=169329&status=done&style=none&taskId=ufedd8a7d-fe2f-4755-85c9-cb9372a0bb4)
<a name="VMDb2"></a>
## insert补充
以下`do while`循环就是遍向`bucket`插入`sel、imp`，容量大小`m = capacity-1`，起始`bucket`下标位置通过`sel & mask`得到，`arm64`架构由当前（比如1位置）位置向前-1寻找，到0后跳转到mask位置，其它架构为向后+1寻找。
```objectivec
 bucket_t *b = buckets();
 mask_t m = capacity - 1; // 4-1=3
 mask_t begin = cache_hash(sel, m);
 mask_t i = begin;
  // Scan for the first unused slot and insert there.
    // There is guaranteed to be an empty slot.
    do {
        if (fastpath(b[i].sel() == 0)) {
            incrementOccupied();
            b[i].set<Atomic, Encoded>(b, sel, imp, cls());
            return;
        }
        if (b[i].sel() == sel) {
            // The entry was added to the cache by some other thread
            // before we grabbed the cacheUpdateLock.
            return;
        }
    } while (fastpath((i = cache_next(i, m)) != begin));

CacheLookup汇编（重点）

objc_msgSend和CacheLookup都是汇编

.macro CacheLookup Mode, Function, MissLabelDynamic, MissLabelConstant
  mov    x15, x16            // stash the original isa
LLookupStart\Function:
  // p1 = SEL, p16 = isa
  ldr    p11, [x16, #CACHE]     // p11 = mask|buckets Cache = 2 * pointer = 16, p11等于 isa平移16字节 cache_t
#if CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
  and    p10, p11, #0x0000fffffffffffe    // p10 = buckets p11平移47位赋值给p10 buckets
  and    p12, p1, p11, LSR #48        // x12 = _cmd & mask p11位移48位得到mask，&_cmd得到地址 存入P12
#endif // CONFIG_USE_PREOPT_CACHES
  // 当前查找的bucket
  add    p13, p10, p12, LSL #(1+PTRSHIFT)
                      // p13 = buckets + ((_cmd & mask) << (1+PTRSHIFT)) //((_cmd & mask) << (1+PTRSHIFT))相当于下标转换为16进制地址，方便buckets相加，最后得到b[i] 放入p13，p13即当前要查找的bucket
                      // do {
1:    ldp    p17, p9, [x13], #-BUCKET_SIZE    //     {imp, sel} = *bucket-- p17与p9同时存，一个存imp，一个存sel
  cmp    p9, p1                //     if (sel != _cmd) { 对比传入的sel与当前bucket的sel是否相同， 查到则2 缓存命中
  b.ne    3f                //         scan more
                      //     } else {
2:    CacheHit \Mode                // hit:    call or return imp
                      //     }
3:    cbz    p9, \MissLabelDynamic        //     if (sel == 0) goto Miss;
  cmp    p13, p10            // } while (bucket >= buckets)
  b.hs    1b

得到类中的cache_t（_bucketsAndMaybeMask）地址，赋值给p11，x16为isa，位移16字节得到cache_t地址，这里#CACHE`` = 2 * pointer16字节。
_bucketsAndMaybeMask中存储了mask和buckets掩码，mask在高16位，buckets在低48位，通过与运算0x0000fffffffffff将高16位抹零，得到buckets地址赋值给p10
p11, LSR #48 平移48位得到mask，_cmd & mask得到bucket的index，p12存储index
p12, LSL #(1+PTRSHIFT) 将下标转换为16地址，再与bucket首地址相加，得到当前bucket地址，p13存储
开始do while循环，按p13存储的bucket地址取出bucket，将其中的imp、sel分别赋值给p17，p9，然后将p9与传入的sel p1进行比较，相同则缓存命中cacheHit -> callImp，否则跳转3，将当前bucket位置减1，再次进行比较，如遍历完还未找到，调用objc_msgSend_uncached

总结
objc_msgSend(receiver, _cmd) 本质通过sel找imp的过程，汇编编写
判断receiver是否存在，不存在直接返回
通过传入的receiver得到其isa，进而得到其所属于的类，存入p16
class进行内存平移，找到cache （bucketAndMaybeMask存储了mask掩码和buckets掩码）
通过bucket掩码得到bucket
通过mask掩码得到mask
insert哈希函数 (mask_t)(value & mask)得到index
第一次查找的index
bucket首地址+index，地址平移得到整个缓存里面的第几个bucket
bucket（imp sel）
判断sel 与 _cmd比较，如果相等，则cacheHit，取出imp，进行imp ^ isa，执行callImp
不相等，拿到bucket—，再次平移 do while循环
没有找到，objc_msgSend_uncached

消息补充

LLDB补充

分析

CacheLookup汇编（重点）

总结