豆浆大叔
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go 闭包实现机制

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最近在 hack viewcore，需要了解闭包的实现机制，来完成逆向的类型推导，所以搞了几个小例子，分析了闭包的实现机制，简单记录一下的。

运行时表示

在运行时，闭包是一个 GC 对象，可以用下面的结构来表示。

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type closure struct {
  pc func
  arg1
  arg2
  ...
}

pc 比较好理解，就是对应函数的入口地址。
arg1, arg2, … 则是闭包函数引用的上层局部变量。

如下示例：

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func genClosure(a int, b int) func(int) bool {
	return func(n int) bool {
		return n*a-b > 0
	}
}

生成的汇编如下，核心就是构造一个新的 GC 对象：

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LEAQ runtime.rodata+58080(SB), AX   ## 0x1099b00 <_type.*+0xe2e0>
CALL runtime.newobject(SB)
LEAQ main.genClosure.func1(SB), CX
MOVQ CX, 0(AX)
MOVQ 0x20(SP), CX
MOVQ CX, 0x8(AX)
MOVQ 0x28(SP), CX
MOVQ CX, 0x10(AX)

此时生成的闭包则等效于这样的 struct 对象：

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type closure struct {
	pc func
	a int
	b int
}

调用过程

调用闭包，跟普通的函数调用基本类似，只是把闭包对象放到 DX 寄存器。

例如下面的示例：

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f := genClosure(10, 100)
v := f(10)

生成如下汇编：

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MOVL $0xa, AX
MOVL $0x64, BX
CALL main.genClosure(SB)
MOVQ 0(AX), CX
MOVQ AX, DX
MOVL $0xa, AX
CALL CX

我们可以看到：

  1. 先从闭包对象中取出函数入口地址，写入 CX 寄存器
  2. 将闭包对象写入 DX 寄存器
  3. CALL CX，调用闭包函数

总结

简单的来说，闭包的实现也比较简单，通过一个 GC 对象，将函数入口地址，以及引用的局部变量，都装进来，就是一个闭包对象了。
调用的时候，将闭包对象，作为函数的第四个参数，也就是使用 DX 寄存器传参。