在讲dyld流程之前,我先提一个问题,就是在我们程序运行的时候,在main
函数之前,会先走ViewController的load
方法, 再走C++
的方法,这是为什么?
带着这个问题,我们开始今天的探索之旅。
首先我们都知道在程序跑起来之前,依赖于很多库,比如说动态库和静态库,我们称为镜像文件images
,这些库和文件在加载的时候都需要用到dyld
程序进行链接,dyld
是苹果的动态链接器,在程序加载前一个非常重要部分。链接完了之后就会生成一个可执行文件exec
。 流程如下:
那么明白这一点之后,接下来我们分析整个的流程必然就从dyld
入手,dyld
是开源的,先从苹果开发者官网下载一份dyld
,我这里下载的是750.6版本。
把dyld
打开,打开之后发现里面东西很多,不知道从哪入手,不过看过我之前文章的人,我相信应该知道堆栈这个东西,就是bt,我们在load
里面打个断点bt一下
bt之后我们可以看到最后一行的dyld
_dyld_start,所以
dyld入口就在
_dyld_start`里面,接下来我们全局搜索找到相关源码
找到相应的入口之后,可以看到是通过一些汇编写的,看不懂没关系,旁边有注释,看注释看到了这一句# call dyldbootstrap::start(app_mh, argc, argv, dyld_mh, &startGlue)
,这就好办了,这是一个C++的开始函数,我们跟过去
跟过来之后,我们看到这里有一个main
,我们可以从堆栈里面看出这是第二个流程。我们点到main
里面去。
发现里面有大几百行代码,从头看到尾肯定不行, 那么看一下最后它最后的返回值是result
,然后找到赋值的地方,发现主要是sMainExecutable
这个主程序赋的值,那么接下来我们又开始找sMainExecutable
这个玩意,最终发现它在6577行sMainExecutable = instantiateFromLoadedImage(mainExecutableMH, mainExecutableSlide, sExecPath);
在这个地方进行了初始化,那么这个主程序是怎么进行初始化的呢,我们继续点到instantiateFromLoadedImage
里面去看一看
进入instantiateFromLoadedImage
源码后,发现创建了一个ImageLoader
实例对象,通过instantiateMainExecutable
方法创建
再进到instantiateMainExecutable
里面,其作用是为主可执行文件创建映像,返回一个ImageLoader类型的image
对象,即主程序
。其中sniffLoadCommands
函数时获取Mach-O
类型文件的Load Command
的相关信息,并对其进行各种校验
说到这里,我们的dyld
究竟做了些什么事情, 主要分为以下几步:
1、环境变量的配置(根据环境变量设置相应的值以及获取当前运行架构)
2、检查共享缓存 (检查是否开启,以及共享缓存是否映射到共享区域,例如UIKit、CoreFoundation等)
3、主程序的初始化 (调用instantiateFromLoadedImage函数实例化了一个ImageLoader对象)
4、 加入动态库(遍历DYLD_INSERT_LIBRARIES环境变量,调用loadInsertedDylib)
5、link 链接主程序
6、link 链接动态库
7、main()(把链接起来的所有东西运行起来,并发送通知)
那么我们是怎么进行initializers
初始化的呢,我们点进去看一下
来到initializeMainExecutable里面之后,我们看到主要是循环遍历,执行runInitializers
方法。 我们再全局搜索runInitializers(cons
,找到源码,其核心代码是processInitializers
函数的调用
继续全局搜索processInitializers
,来到processInitializers
函数源码实现
这里重点在594行,对我们的镜像列表调用recursiveInitialization
进行递归实例化,我们继续全局搜索recursiveInitialization
一探到底
这个地方有两个重点,第一个重点是1595行和1603号都调用了notifySingle
,并传入了dyld_image
。 第二个重点是1598行this->doInitialization(context);
,我们先来看看notifySingle
做了什么操作
这里的重点是(*sNotifyObjCInit)(image->getRealPath(), image->machHeader());
这一句,然后再全局搜索sNotifyObjCInit
,发现没有找到实现,只有赋值的操作
接着我们搜索registerObjCNotifiers
在哪个地方调用了,结果发现在_dyld_objc_notify_register
调用了
_dyld_objc_notify_register
这个函数不知道大家熟不熟悉,反正它离我们很近,结果在我们libobjc
源码中一搜索,就在我们的_objc_init
里面
看到这里,sNotifyObjCInit
的赋值的就是来自objc
中的load_images
,那么_objc_init
是什么时候调用的呢,接下来我们回到上面说的二个重点的第二个重点this->doInitialization(context);
我们进入到doInitialization
源码实现
这里有两句重点,我们先来看第一句doImageInit
进入到doImageInit
之后,其核心主要是for循环加载方法的调用,这里需要注意的一点是,libSystem
库的要求很高,需要先初始化运行,这里也标了注释libSystem initializer must run first
再来看看doModInitFunctions
源码,这个方法中加载了所有Cxx文件
说了这么多,现在在load方法打个断点来看看堆栈和整个初始化过程
虽然把整个堆栈过程打印出来了,但是没有看到_objc_init
的调用,我们再加个符号断点看一下
来到_objc_init
之后,前面的流程都一样,来看一下libSystem_initializer
。在libsystem
工程中查找libSystem_initializer
,查看源码实现
来到这个源码之后,我们看到走了libdispatch_init
函数,在我们初始化过程里面
这个函数在libSystem_initializer
前面,源码是在libdispatch.dylib
开源库中的,接下来我们找到libdispatch
搜索libdispatch_init
,找到实现的源码如图:
在libdispatch_init
源码里我们看到了_os_object_init
,也在我们初始化过程里面,我们继续跟过去
跟过来之后,发现第一句就调用了_objc_init
,_objc_init
里面又调用了_dyld_objc_notify_register
进行注册,传了第二个参数load_images
。 注册了之后回到dyld里面的notifySingle
, 然后会跳到sNotifyObjCInit = 参数2
调用sNotifyObjcInit()
,形成了一个闭环
看到这里,总的流程总算是看完了,我这篇文章截图代码没有注释,所以不一定要搞懂代码的意思,只需了解dyld
大致流程即可,毕竟这些代码没几个人能玩的通转。 整个流程如图:
明白了dyld
的整体流程之后,我们再来看文章开始前提到的一个问题就很好分析了
首先在程序加载的时候来到objc_init
调用_dyld_objc_notify_register
然后执行load_images
,load_images
里面有call_load_methods
-> call_class_loads
-> (*load_method)(cls, @selector(load))
调用所有类的load
调用完load
之后会来到doInitialization
里面的doModInitFunctions
,在doModInitFunctions
会调用所有Cxx函数
可以打断点bt
验证一下
走完Cxx函数之后我们接着往下走
走完之后会回到_dyld_start
,此时register read
读一下寄存器, rax
已经是main at main.m:15
,然后循环完之后会jmpq
跳到main
函数里面。
这就是为什么调用顺序是load -> Cxx -> main
最后注意一点,main
是写定的函数,写入内存,读取到dyld
,所以main
函数的名称是不能改的,改了就会报错
iOS 底层原理 文章汇总