布景

最近处理了两个溃散，都是在 NSMutableSet 调用 enumerateObjectsWithOptions 的时候发生的，溃散类型悬垂指针。 检查溃散堆栈里面的业务代码，发现 set 有 removeObject 和 addObject 的操作，按照经验来讲这大概率是一个多线程操作 set 造成的。最开始置疑的是 removeObject 导致遍历的时候拜访到了 release的 obj 对象。可是当确保 removeObject 和 enumerateObjectsWithOptions 在同一个 queue 履行的时候溃散仍然存在。

测验代码

尝试暴力复现，测验 addObject 和 enumerateObjectsWithOptions 是否存在多线程拜访的问题。

NSMutableSet *_set = [NSMutableSet set];
dispatch_async(dispatch_queue_create("queue", 0x0), ^{
  for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    [_set enumerateObjectsUsingBlock:^(id  _Nonnull obj, BOOL * _Nonnull stop) {}];
  }
});
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
  [_set addObject:[NSObject new]];
}

复现了溃散，不合法地址拜访，溃散地址 0x14ff1f228

NSMutable 对象的这个坑一定要知道啊

溃散时的汇编指令和 x22 寄存器相关。

    0x18a6cb260 <+148>: mov  w24, #0x0
  0x18a6cb264 <+152>: adrp  x25, 358888
  0x18a6cb268 <+156>: add  x25, x25, #0xd90     ; ___NSSetM_DeletedMarker
-> 0x18a6cb26c <+160>: ldr  x20, [x22, w24, uxtw #3]
  0x18a6cb270 <+164>: cmp  x20, #0x0
  0x18a6cb274 <+168>: ccmp  x20, x25, #0x4, ne

再次履行测验代码，断点到溃散地址 0x18a6cb26c，此时 x22 的值 0x0000000280567d00，

_set 的地址 0x0000000280098560。

memory read _set:

NSMutable 对象的这个坑一定要知道啊

x22 这个值在 _set + 0x10 的方位。对 _set + 0x10 处增加内存断点检查修正这个值的逻辑。

(lldb) watchpoint set expression -w write -- 0x0000000282963fd0
Watchpoint created: Watchpoint 1: addr = 0x282963fd0 size = 8 state = enabled type = w
    new value: 4730418656

内存断点发现 set 在履行 addObject 可能会触发 __rehashs 办法，__rehashs 会修正 _set + 0x10 处的值。

#0	0x000000018a64a578 in __rehashs ()
#1	0x000000018a64b96c in -[__NSSetM addObject:] ()
#2	0x0000000102718990 in -[ViewController viewDidLoad] at /Users/yuencong/workplace/Test/Test/ViewController.mm:23

__rehashs 修正 _set + 0x10 上方 0x18a64a568 处有一次 free 的操作：

    0x18a64a564 <+212>: mov  x0, x22
  0x18a64a568 <+216>: bl   0x18a7fc7d0        ; symbol stub for: free
  0x18a64a56c <+220>: ldrsw x8, [x25, #0x680]
  0x18a64a570 <+224>: add  x8, x20, x8
-> 0x18a64a574 <+228>: str  x21, [x8]
   0x18a64a578 <+232>: ldr  w9, [x8, #0xc]
  0x18a64a57c <+236>: bfi  w9, w19, #26, #6
  0x18a64a580 <+240>: str  w9, [x8, #0xc]

再次运行测验代码，检查 free 的值，断点到 0x18a64a568:

    0x18a64a560 <+208>: b.ne  0x18a64a518        ; <+136>
  0x18a64a564 <+212>: mov  x0, x22
-> 0x18a64a568 <+216>: bl   0x18a7fc7d0        ; symbol stub for: free
  0x18a64a56c <+220>: ldrsw x8, [x25, #0x680]
  0x18a64a570 <+224>: add  x8, x20, x8
  0x18a64a574 <+228>: str  x21, [x8]

能够看到 free 的 x22 的值，也是 _set + 0x10 方位的值。

(lldb) register read x22
  x22 = 0x0000000282d245c0
(lldb) _set __NSSetM * 3 elements 0x0000000282d24580
error: '_set' is not a valid command.
(lldb) memory read 0x0000000282d24590
0x282d24590: c0 45 d2 82 02 00 00 00 05 00 00 00 03 00 00 04 .E..............
0x282d245a0: 80 00 32 80 02 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ..2.............

_set +0x10 处是个啥？

打印 OBJC_CLASS$___NSSetM 的 ivars，offset == 0x10 的方位是 storage

ivars          0x593140 __OBJC_$_INSTANCE_VARIABLES___NSSetM
  entsize   32
  count     2
  offset    0x59b3d8 _OBJC_IVAR_$___NSSetM.cow 8
  name      0x39fe21 cow
            type      0x3ff0ab A^{__cow_state_t}
alignment 3
  size      8
  offset    0x59b3d0 _OBJC_IVAR_$___NSSetM.storage 16
  name      0x39fe25 storage
            type      0x400612 {?="objs"^@"state"(?="mutations"Q""{?="muts"I"used"b26"szidx"b6})}
alignment 3
  size      16

这个 type 略长，没有剖析详细的类型，可是依据 xcode debug 的信息，能够得知 storage 存储了一个指针，指针指向存储 set item 的数组，这个字段的含义也就比较容易理解了。

NSMutable 对象的这个坑一定要知道啊

定论

NSMutableSet 对象 addObject 可能会触发 __rehashs，_rehashs 会开释 storage 指针， enumerateObjectsUsingBlock 会拜访 storage 指针，多线程拜访的情况下会触发 use-after-free的溃散。如果存在多线程一起履行 enumerateObjectsUsingBlock 和 addObject 办法需求确保线程安全。

NSMutable 对象共性问题?

尝试了 NSMutableDictionary & NSMutableArray rehash 都有可能会触发 use-after-free。