iOS 启动优化(三)-编译器插桩篇

启动优化(一)-理论篇
启动优化(二)-二进制重排篇
启动优化(三)-编译期插桩篇
启动优化(四)-生成 Order File

学前小知识

概念

编译器插桩就是在代码编译期间修改已有的代码或生成新代码。
编译期时，在每一个函数内部二进制源数据添加 hook 代码来实现全局 hook 效果。

具体实现

新建空工程Test

添加配置 Target -> Build Setting -> Custom Complier Flags -> Other C Flags 添加 fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard

配置.png

在ViewController.m文件中添加代码

#include 
#include 
#include 

void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start, uint32_t *stop) {
  static uint64_t N;  // Counter for the guards.
  if (start == stop || *start) return;  // Initialize only once.
  printf("INIT: %p %p\n", start, stop);
  for (uint32_t *x = start; x < stop; x++)
    *x = ++N;  // Guards should start from 1.
}

void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
  if (!*guard) return;
  void *PC = __builtin_return_address(0);
  char PcDescr[1024];
  printf("guard: %p %x PC %s\n", guard, *guard, PcDescr);
}

工程跑起来看输出结果：

__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init

start 里面存的是一堆序号，而stop 里面的并不是序号

打个断点重新运行发现 start 和 stop 中间是 01 ～ 0e，十进制的 1～14。

说明我们空项目里有14个符号。

这会不会是函数的序号呢？给他安排个方法touchBegin试试看：
在__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init最后添加打印N
NSLog(@"%llu", N);

注意看14+1变成了15！！！
再添加一个block和一个C函数

15+2变成了17。验证这是函数的序号。
再安排一个swfit 函数呢？

import UIKit

@objc class SwiftTest: NSObject {
    @objc class public func swiftTest() {
        print("SwiftTestObject打印：test")
    }
}

配置Target -> Build Setting -> Custom Complier Flags -> Other Swift Flags 添加:

-sanitize-coverage=func
-sanitize=undefined

image.png

在ViewController.m导入swift #import "Test-Swift.h"
数量一下子增加到了0x21，因生成文件同时生成了不少自带方法。

__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init 函数里可以获取到整个工程里所有函数/方法的数量。

那么肯定也有办法获取方法具体的相关信息。
重点就是接下来要分析的__sanitizer_cov_trace_pc_guard

__sanitizer_cov_trace_pc_guard

在[ViewController touchesBegan:withEvent:] 断点运行后，点击屏幕查看：

image.png

可以看到在调用方法的时候插入了__sanitizer_cov_trace_pc_guard 函数。
所以在系统调用每一个函数/方法之前都会先走__sanitizer_cov_trace_pc_guard 函数。
而把所有函数/方法之前插入这个函数做这件事最合适的就是编译器啦。

在 __sanitizer_cov_trace_pc_guard 函数里面拿到原函数/原方法的地址！

获取方法符号

#import

dlfcn.h 中有一个 dladdr() 方法，可以通过函数内部地址找到函数符号。
该方法需要用到结构体Dl_info

image.png

获取Dl_info

void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
    if (!*guard) return;
    void *PC = __builtin_return_address(0);
    
    Dl_info info;
    dladdr(PC, &info);
    printf("fname=%s \n fbase=%p \n sname=%s \n saddr=%p \n",
           info.dli_fname, // 文件路径
           info.dli_fbase, // 文件地址
           info.dli_sname, // 符号
           info.dli_saddr); // 符号地址
}

打印结果：

通过编译器插桩获取了方法符号，而且顺序正是调用函数的顺序！

那下一步我们可以通过获取的方法符号，写入link.order（动态生成link.order）

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概念

具体实现

获取方法符号

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