iOS逆向课程笔记（十一）

Hook原理介绍

1.Objective-C消息传递（Messaging）

对于C/C++这类静态语言，调用一个方法其实就是跳到内存中的某一点并开始执行一段代码。没有任何动态的特性，因为这在编译时就决定好了。

而在 Objective-C 中，[object foo] 语法并不会立即执行 foo 这个方法的代码。它是在运行时给 object 发送一条叫 foo 的消息。这个消息，也许会由 object 来处理，也许会被转发给另一个对象，或者不予理睬假装没收到这个消息。多条不同的消息也可以对应同一个方法实现。这些都是在程序运行的时候动态决定的。

事实上，在编译时你写的 Objective-C 函数调用的语法都会被翻译成一个 C 的函数调用 objc_msgSend() 。比如，下面两行代码就是等价的：

[people TailName:@"Test" Age:18];

objc_msgSend(people, @selector(TailName:Age:), "Test", 18);

在 Objective-C 中，类、对象和方法都是一个C的结构体，从 objc/objc.h 和 objc/runtime.h 头文件中，我们可以找到他们的定义：

  typedef struct objc_class *Class;
  struct objc_object {
      Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;
  };
  typedef struct objc_object *id;
  
//Class 是一个 objc_class 结构类型的指针, id是一个 objc_object 结构类型的指针.

struct objc_class {
  Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

  #if !__OBJC2__
      Class super_class                                        
      const char *name                                         
      long version                                             
      long info                                                
      long instance_size                                       
      struct objc_ivar_list *ivars                             
      struct objc_method_list **methodLists                    
      struct objc_cache *cache                                 
      struct objc_protocol_list *protocols                     
  #endif
} OBJC2_UNAVAILABLE;

• isa
  是一个 objective-c Class 类型的指针. 实例对象有个isa的属性,指向Class, 而Class里也有个isa的属性, 指向meteClass. 这里就有个点, 在Objective-C中任何的类定义都是对象.

• super_class
  指向该类的父类, 如果该类已经是最顶层的根类(如 NSObject 或 NSProxy),那么 super_class 就为 NULL.

• name
  类的名字

• version
  类的版本信息,默认为0

• info
  供运行期使用的一些位标识。

• instance_size
  该类的实例变量大小

• ivars
  成员变量的链表

struct objc_ivar_list {
    int ivar_count                                          
    /* variable length structure */
    struct objc_ivar ivar_list[1]                           
}       

• methodLists
  方法定义的链表

   struct objc_method_list {  
        struct objc_method_list *obsolete;
        int method_count;
  
        struct objc_method method_list[1];
   };
   
   struct objc_method {  
    SEL method_name;
    char *method_types;   
    IMP method_imp;
  

};

- objc_cache
指向最近使用的方法.用于方法调用的优化  

struct objc_cache {
unsigned int mask /* total = mask + 1 */;
unsigned int occupied;
Method buckets[1];
};

- protocols
    协议的链表

struct objc_protocol_list {
struct objc_protocol_list *next;
long count;
Protocol *list[1];
};

objc_method_list 本质是一个有 objc_method 元素的可变长度的数组。一个 objc_method 结构体中:
- 函数名，也就是SEL
- 表示函数原型的字符串 (见 Type Encoding) 
- 函数的实现IMP

#### 2. Method Swizzling示例
  以上面可知方法的名字（SEL）跟方法的实现（IMP，指向 C 函数的指针）一一对应。Swizzle 一个方法其实就是在程序运行时对 objc_method_list 里做点改动，让这个方法的名字（SEL）对应到另个IMP。 
  
   Method Swizzling（方法调配技术），仅针对Objective-C方法有效。Method Swizzling 利用 Runtime 特性把一个方法的实现与另一个方法的实现进行替换。

//涉及到的主要方法
class_addMethod
class_replaceMethod
method_exchangeImplementations