07.dyld

DYLD源码

一、验证

1.1 在main函数处下断点

我们新建一个项目，在main函数起始处下个断点。

查看堆栈信息bt

(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
  * frame #0: 0x0000000100d9a190 DyleDemo`main(argc=1, argv=0x000000016f06b8e0) at main.m:12:16
    frame #1: 0x00000001afbb48f0 libdyld.dylib`start + 4
(lldb)

很明显，这里的堆栈信息不足以供我们进行分析。我们需要在更早的地方下断点。

1.2 在+load下断点

(lldb) bt
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 2.1
  * frame #0: 0x0000000100911e78 DyleDemo`+[ViewController load](self=ViewController, _cmd="load") at ViewController.m:18:1
    frame #1: 0x00000001afadf35c libobjc.A.dylib`load_images + 984
    frame #2: 0x0000000100aca190 dyld`dyld::notifySingle(dyld_image_states, ImageLoader const*, ImageLoader::InitializerTimingList*) + 448
    frame #3: 0x0000000100ada0d8 dyld`ImageLoader::recursiveInitialization(ImageLoader::LinkContext const&, unsigned int, char const*, ImageLoader::InitializerTimingList&, ImageLoader::UninitedUpwards&) + 512
    frame #4: 0x0000000100ad8520 dyld`ImageLoader::processInitializers(ImageLoader::LinkContext const&, unsigned int, ImageLoader::InitializerTimingList&, ImageLoader::UninitedUpwards&) + 184
    frame #5: 0x0000000100ad85e8 dyld`ImageLoader::runInitializers(ImageLoader::LinkContext const&, ImageLoader::InitializerTimingList&) + 92
    frame #6: 0x0000000100aca658 dyld`dyld::initializeMainExecutable() + 216
    frame #7: 0x0000000100aceeb0 dyld`dyld::_main(macho_header const*, unsigned long, int, char const**, char const**, char const**, unsigned long*) + 4400
    frame #8: 0x0000000100ac9208 dyld`dyldbootstrap::start(dyld3::MachOLoaded const*, int, char const**, dyld3::MachOLoaded const*, unsigned long*) + 396
    frame #9: 0x0000000100ac9038 dyld`_dyld_start + 56

因为load方法在main之前就已经执行了，在这里我们可以看到更丰富的堆栈信息。

1.3 一些关键流程

跟具体的可以结合dyld源码进行了解

1.3.1 dyld start

rebaseDyld 重定位 调用 main dyld的核心逻辑

1.3.2 dyld main

Return address of main() in target program which __dyld_start jumps to

a. 加载动态库共享缓存

何为共享缓存？UIKit、ARKit等系统库就是在共享缓存中的。

三种情况的加载

  • 仅加载到当前进程（设置不放入共享缓存）

  • 已经加载了共享缓存

  • 第一次加载共享缓存

b. dyld3 ClosureMode(闭包模式)

iOS11 之后引入了dyld3和闭包模式 闭包模式加载速度更快效率更高。 iOS13 之后Framework和三方库也会通过闭包模式加载

先去缓存中找mainClosure 没找到就创建一个

  • launchWithClosure

    • 使用上面的mainClosure启动main

    • 并返回main函数地址

二、流程总结

  • 程序执行从_dyld_start开始

  • 进入dyld_main函数

  • 配置环境变量以及rebase_dyld

  • 加载共享缓存

    • 系统的动态库都在这里了

  • dyld2/dyld(ClosureMode)决定以哪种模式继续进行

  • 实例化主程序ImageLoaderMachO，加入到allImages中

  • 到此共享缓存加载完毕，设置版本化的dylib覆盖

    • Now that shared cache is loaded, setup an versioned dylib overrides

  • 加载插入的动态库

    • 越狱插件在这里加入

  • 记录插入的库的数量，以便统一搜索将先查看插入的库，然后是main，然后是其他。

    • record count of inserted libraries so that a flat search will look at inserted libraries, then main, then others.

  • 链接主程序

    • 绑定符号（非懒加载、弱符号）等

  • 链接所有插入的库

    • 链接主可执行文件后执行此操作，以使插入的dylib（例如libSystem）不在程序使用的dylib的前面

    • 只有插入的库可以插入。绑定所有插入的库后，注册插入信息，以便链接工作

  • 绑定并通知主程序可执行文件，现在插入的已被注册

  • 绑定并通知现在已插入的库已插入的Image已被注册

  • 执行所有初始化方法：ImageLoader

    • 初始化所有插入的库、运行主要可执行文件的初始化程序及其依赖

    • ImageLoader:

      • runInitializers:

        • processInitializers:

          • ecursiveInitialization:

            • notifySingle:

              • 此函数执行一个回调，此回调是_objc_init初始化时服饰的一个函数load_images

                • load_images里执行class_load_metgods函数

                  • class_load_metgods里调用call_class_loads函数：循环调用各个类的load函数

            • doModInitFunction

              • 内部会调用全局C++对象的构造函数__attribute__((constructor))的C函数

  • 通知任何监视过程此过程即将进入main()

  • 查找主要可执行文件的指针并return

三、主程序中的Load先执行还是framework中的先执行？分类呢？子类呢？

3.1 创建一个Demo，创建两个Framework。

  • Main函数内添加Log

int main(int argc, char * argv[]) {
    printf("Main函数");
    NSString * appDelegateClassName;
    @autoreleasepool {
        // Setup code that might create autoreleased objects goes here.
        appDelegateClassName = NSStringFromClass([AppDelegate class]);
    }
    return UIApplicationMain(argc, argv, nil, appDelegateClassName);
}

  • 添加C++构造函数

__attribute__((constructor)) void funcA() {
    printf(__FUNCTION__);
    printf("\n");
}

__attribute__((constructor)) void funcB() {
    printf(__FUNCTION__);
    printf("\n");
}

  • Frameworks中添加Log

  • 运行看Log

2021-05-09 19:59:09.301905+0800 DyleDemo[34074:1711187] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 19:59:09.302965+0800 DyleDemo[34074:1711187] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 19:59:09.303008+0800 DyleDemo[34074:1711187] ViewController-Load
2021-05-09 19:59:09.303027+0800 DyleDemo[34074:1711187] SomeClass-Load
funcA
funcB
2021-05-09 19:59:09.303178+0800 DyleDemo[34074:1711187] Main函数

  • 调整一下Framework的链接顺序

  • 再看下下log

2021-05-09 20:02:42.713300+0800 DyleDemo[34120:1713030] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 20:02:42.713925+0800 DyleDemo[34120:1713030] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 20:02:42.713961+0800 DyleDemo[34120:1713030] ViewController-Load
2021-05-09 20:02:42.713983+0800 DyleDemo[34120:1713030] SomeClass-Load
funcA
funcB
2021-05-09 20:02:42.714103+0800 DyleDemo[34120:1713030] Main函数

小结

Frameworks(有多个的话按照链接顺序来) -> 主程序内的Load -> C++构造函数 -> Main

3.2 我们再加两个分类玩玩吧！

  • Log如下

2021-05-09 20:14:38.455892+0800 DyleDemo[34267:1718526] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 20:14:38.456556+0800 DyleDemo[34267:1718526] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 20:14:38.456594+0800 DyleDemo[34267:1718526] ViewController-Load
2021-05-09 20:14:38.456615+0800 DyleDemo[34267:1718526] SomeClass-Load
2021-05-09 20:14:38.456633+0800 DyleDemo[34267:1718526] UIViewController+Test Load
2021-05-09 20:14:38.456651+0800 DyleDemo[34267:1718526] UIView+Test Load
funcA
funcB
2021-05-09 20:14:38.456782+0800 DyleDemo[34267:1718526] Main函数

当前的顺序是这样的

  • 调整一下顺序能让分类提前加载Load么？我们试一下！

2021-05-09 20:20:04.294895+0800 DyleDemo[34337:1721873] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 20:20:04.295441+0800 DyleDemo[34337:1721873] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 20:20:04.295476+0800 DyleDemo[34337:1721873] ViewController-Load
2021-05-09 20:20:04.295495+0800 DyleDemo[34337:1721873] SomeClass-Load
2021-05-09 20:20:04.295511+0800 DyleDemo[34337:1721873] UIView+Test Load
2021-05-09 20:20:04.295526+0800 DyleDemo[34337:1721873] UIViewController+Test Load
funcA
funcB
2021-05-09 20:20:04.295640+0800 DyleDemo[34337:1721873] Main函数

小结

项目内的分类在最后调用Load，在C++构造函数之前

3.3 Framework中的分类呢？

我们在两个Framework中分别添加一个分类

  • Log如下

2021-05-09 20:22:41.298458+0800 DyleDemo[34371:1723177] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 20:22:41.299001+0800 DyleDemo[34371:1723177] TestSecond-TestClassSecond+Cate-Load
2021-05-09 20:22:41.299032+0800 DyleDemo[34371:1723177] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 20:22:41.299048+0800 DyleDemo[34371:1723177] TestF-TestClass+Cate-Load
2021-05-09 20:22:41.299076+0800 DyleDemo[34371:1723177] ViewController-Load
2021-05-09 20:22:41.299093+0800 DyleDemo[34371:1723177] SomeClass-Load
2021-05-09 20:22:41.299109+0800 DyleDemo[34371:1723177] UIView+Test Load
2021-05-09 20:22:41.299145+0800 DyleDemo[34371:1723177] UIViewController+Test Load
funcA
funcB
2021-05-09 20:22:41.299451+0800 DyleDemo[34371:1723177] Main函数

小结

和在主工程中类似，每个Framework内部的分类在Framework最后调用Load。

3.4 再来个子类看下

这次我们在Framework中建一个子类看看

  • Log

2021-05-09 20:31:31.124655+0800 DyleDemo[34472:1726758] TestSecond-TestClassSecond-Load
2021-05-09 20:31:31.125259+0800 DyleDemo[34472:1726758] TestSecond-TestClassSecond+Cate-Load
2021-05-09 20:31:31.125288+0800 DyleDemo[34472:1726758] TestF-TestClass-Load
2021-05-09 20:31:31.125306+0800 DyleDemo[34472:1726758] TestF-TestSubClass-Load
2021-05-09 20:31:31.125323+0800 DyleDemo[34472:1726758] TestF-TestClass+Cate-Load
2021-05-09 20:31:31.125350+0800 DyleDemo[34472:1726758] ViewController-Load
2021-05-09 20:31:31.125367+0800 DyleDemo[34472:1726758] SomeClass-Load
2021-05-09 20:31:31.125427+0800 DyleDemo[34472:1726758] UIView+Test Load
2021-05-09 20:31:31.125575+0800 DyleDemo[34472:1726758] UIViewController+Test Load
funcA
funcB
2021-05-09 20:31:31.125796+0800 DyleDemo[34472:1726758] Main函数

小结

子类的Load先于分类

Previous06.MachO文件Next08.Hook

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