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# 07.dyld

> [DYLD源码](https://opensource.apple.com/tarballs/dyld/)

## 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。

![dyld](/files/-MZvK8Os7Pd1UzYQ8g3c)

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

![dyld](/files/-MZvK8OujyCRS9NSDO4k)

```
(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。

![1](/files/-M_G7HpCqeJqGB-_izQC)

* Main函数内添加Log

```swift
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

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

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

* Frameworks中添加Log

![](/files/-M_G7HpDxPJwvqdjveb9)

* 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

![](/files/-M_G7HpEpUp1PAmHGhhq)

* 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

![](/files/-M_G7HpFaA47ILLHDn-z)

* 调整一下顺序能让分类提前加载Load么？我们试一下！

![](/files/-M_G7HpGQJioNYze4GTY)

```
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

![](/files/-M_G7HpHkDkzOQXc7Hvr)

* 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

![](/files/-M_G7HpIxtAAhSFUfpHB)

* 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