为什么对智能指针的这种优化不起作用？

Johan 发表于 Dev

约翰

我一直在研究Sergey Antonov的smartpointer示例，请参见：http ://blog.barrkel.com/2008/11/reference-counted-pointers-revisited.html （在注释中的某个位置）。

SSCCE：

program TestSmartPointer;
{$APPTYPE CONSOLE}    
uses
  System.SysUtils;

type
TInjectType<T> = record
public
  VMT: pointer;
  unknown: IInterface;
  RefCount: integer;
  AValue: T;
end;

TInject<T> = class
public type
  TInjectType = TInjectType<T>;
  PInjectType = ^TInjectType;
end;

PInjectObjectType = TInject<TObject>.PInjectType;


TSmartPointer<T: class> = class
  class function Wrap(const AValue: T): TFunc<T>; static;
end;

function Trick_Release(const obj:  PInjectObjectType): Integer; stdcall; forward;
function Trick_AddRef(const obj: PInjectObjectType): Integer; stdcall; forward;
function Invoke(var obj): TObject; forward;

const
  PSEUDO_VMT: array [0 .. 3] of pointer = (nil, @Trick_AddRef, @Trick_Release, @Invoke);

function Trick_AddRef(const obj: PInjectObjectType): Integer; stdcall;
begin
  Result:= AtomicIncrement(Obj^.RefCount);
end;

function Trick_Release(const obj:  PInjectObjectType): Integer; stdcall;
begin
  Result:= AtomicDecrement(Obj^.RefCount);
  if Result = 0 then obj^.AValue.Free;
end;

function Invoke(const obj:  PInjectObjectType): TObject;
begin
  Result:= obj^.AValue;
end;

class function TSmartPointer<T>.Wrap(const AValue: T): TFunc<T>;
var
  h: TInjectType<T>;
begin
  h.RefCount:= 1;
  pointer(h.unknown):= @h;
  h.VMT:= @PSEUDO_VMT;
  h.AValue:= AValue;
  //Alternative A, this fails
  Result:= TFunc<T>(@h);   
  Inc(h.RefCount);          
  ////Alternative B, this works
  //Result:= function: T      
  //  begin
  //    Result:= h.AValue;
  //  end;
end;

type
  TTestObject = class(TObject)
    procedure Test;
    destructor Destroy; override;
  end;


{ TTestObject }

procedure TTestObject.Test;
begin
  WriteLn('Test');
end;

destructor TTestObject.Destroy;
begin
  WriteLn('Free');
  inherited;
end;

procedure Test;
var
  TestObject: TFunc<TTestObject>;
begin
  TestObject:= TSmartPointer<TTestObject>.Wrap(TTestObject.Create);
  TestObject.Test;
  ReadLn;   //Works up to this point.
  <<<--- generates a AV here.
end;

begin
  WriteLn('Start');
  Test;
  WriteLn('End');
  ReadLn;
end.

巴里·凯利（Barry Kelly）解释说：

TFunc =对函数的引用：T;

直接等于：

TFunc =接口函数调用：T; 结尾;

除了可以使用函数，方法或匿名方法的值分配方法引用类型的位置之外。

匿名方法被实现为与隐藏类上的方法引用相似的接口。位置捕获是通过移动（对于本地人）和复制（对于参数）到隐藏类的字段来实现的。主过程主体中捕获位置的任何访问都将转换为访问隐藏类上的字段；名为$ frame的局部变量指向此隐藏类的实例。

目标
我想优化智能指针的创建。
为此，我手工制作了VMT并使用它来模拟接口。

如果我这样定义我的wrap函数：

class function TSmartPointer<T>.Wrap(const AValue: T): TFunc<T>;
var
  h: TInjectType<T>;
begin
  pointer(h.unknown):= @h;
  h.VMT:= @PSEUDO_VMT;
  h.AValue:= AValue;
  Result:= function: T      
    begin
      Result:= h.AValue;
    end;
end;

一切正常。

如果我将其优化为：

class function TSmartPointer<T>.Wrap(const AValue: T): TFunc<T>;
var
  h: TInjectType<T>;
begin
  h.RefCount:= 1;
  pointer(h.unknown):= @h;
  h.VMT:= @PSEUDO_VMT;
  h.AValue:= AValue;
  //Alternative A, this fails
  Result:= TFunc<T>(@h);   
  Inc(h.RefCount);          
end;

它几乎可以工作，但是在调用函数关闭时立即给出AV。

procedure Test;
var
  TestObject: TFunc<TTestObject>;
begin
  TestObject:= TSmartPointer<TTestObject>.Wrap(TTestObject.Create);
  TestObject.Test;
  ReadLn;   
  //Works up to this point.
  <<<--- generates a AV here.
end;

您可能希望AV出现在_Release中，但事实并非如此，实际上是在此之前发生的。

    TestNewStringHelper.dpr.98: TestObject.Test;
00419F0B 8B45FC           mov eax,[ebp-$04]

这里 EAX = 0018FF40

00419F0E 8B10             mov edx,[eax]
00419F10 FF520C           call dword ptr [edx+$0c]
00419F13 E82CFFFFFF       call TTestObject.Test
TestNewStringHelper.dpr.100: end;
00419F18 33C0             xor eax,eax
00419F1A 5A               pop edx
00419F1B 59               pop ecx
00419F1C 59               pop ecx
00419F1D 648910           mov fs:[eax],edx
00419F20 68359F4100       push $00419f35
00419F25 8D45FC           lea eax,[ebp-$04]

这里EAX = 0018FF6C显然应该和以前一样。事实并非如此，这是随后出现AV的原因：

00419F28 E87BF6FEFF       call @IntfClear    <<-- AV

呼叫IntfClearAV，因为找不到适合的目标_Release。IOW呼叫永远不会到达_Release，但会跳入未知状态。

System.pas.36036: MOV     EDX,[EAX]
004095A8 8B10             mov edx,[eax]
System.pas.36037: TEST    EDX,EDX
004095AA 85D2             test edx,edx
System.pas.36038: JE      @@1
004095AC 740E             jz $004095bc
System.pas.36039: MOV     DWORD PTR [EAX],0
004095AE C70000000000     mov [eax],$00000000
System.pas.36043: PUSH    EAX
004095B4 50               push eax
System.pas.36044: PUSH    EDX
004095B5 52               push edx
System.pas.36045: MOV     EAX,[EDX]
004095B6 8B02             mov eax,[edx]
System.pas.36046: CALL    DWORD PTR [EAX] + VMTOFFSET IInterface._Release
004095B8 FF5008           call dword ptr [eax+$08]  <<-- AV here