[iOS]dyld、Mach-O、rebase重定位分别是什么?

[iOS]dyld、Mach-O、rebase重定位分别是什么?

前言:一款应用首先带给用户的就是启动体验,时间越短则体验越好,苹果更是建议应用第一个加载时间不宜超过 400 毫秒,所以我们一定要了解启动做了什么。下面先看几个概念: 1.DYLD 全名为dynamic loader,动态加载器,是苹果负责加载应用的程序。它的运行过程与你编...

前言:一款应用首先带给用户的就是启动体验,时间越短则体验越好,苹果更是建议应用第一个加载时间不宜超过 400 毫秒,所以我们一定要了解启动做了什么。下面先看几个概念:

1.DYLD

全名为dynamic loader,动态加载器,是苹果负责加载应用的程序。它的运行过程与你编写的代码相同,会在启动的时候加载所有依赖框架,包括系统框架。

作用:加载mach-O可执行文件(其中包含rebase文件路径)、加载dylib动态库、链接库、链接主程序、寻找主程序入口(其中会调用所有类的load)

1.0 共享缓存技术 

在程序启动运行时会依赖很多系统动态库,系统动态库会通过dyld(动态加载器)(默认是/usr/lib/dyld)加载到内存中,系统内核读取程序可执行文件信息做一些准备工作,接着会将工作交给dyld。由于很多程序需要使用系统动态库,不可能在每个程序加载时都去加载所有的系统动态库,为了优化程序启动速度和利用动态库缓存,iOS系统采用了共享缓存技术,将所有系统库(私有与公有)编译成一个大的缓存文件,这就是dyld_shared_cache,该缓存文件存在iOS系统下的 /System/Library/Caches/com.apple.dyld/目录下。)

1.1 dyld之Rebase重定位

首先app其实是一个二进制ipa文件,里面全是二进制元数据指针, 任何人下载下来ipa数据结构都是相同的,所以为了防止他人猜测某个特定功能在内存中的位置,苹果会运用地址空间布局随机化技术ASLR(Address Space Layout Radomization )来给指针的起始地址一个随机的偏移量,而dyld任务之一就是重定位二进制ipa文件中的元数据指针指向,纠正起始量。所以减少生成Objc元数据,是一项有效的减少启动时间的方式。具体做法:1.适当用struct替换class声明 2.减少分类拓展的使用3.swift减少@objc关键词使用 4.final修饰的包含很多属性的大类  可以用struct来代替 可减少60%多重定位时间 5.改进的代码生成比如用生成函数 替换自定义类型

参考链接:dyld之重定位对启动时间的影响,看看抖音(OC)和 其他swift主流APP重定位次数与启动时间的关系

2.Mach-O

是一种文件格式,内部包换:可执行文件,动态库,静态库,dyld,目标文件等。

Mach-O大致分为3个部分:

Header:用户快速确认该文件(描述信息),如CPU类型,文件类型等;

LoadCommands: 告诉加载器如何设置并加载二进制数据;

Data: 存放数据,如代码,字符串常量,类,方法等;

参考:iOS – MachO文件是什么

从启动到Main函数都干了什么:

一:读取加载dyld 

应用启动,系统首先读取Mach-O文件 获取dyld路径 并且加载dyld 

二:用dyld 来加载mach-o文件 、加载库、找到一个入口

1.首先开启上下文信息, 得到可执行文件的纠正偏移量的路径 、处理环境变量、得到主机信息

2.开启共享缓存映射至共享区域

3.开始加载 

–添加可执行文件

具体做法:调用instantiateFromLoadedImage函数 生成imageloader对象 ,且判断是否是mach-o格式 若是 则添加至sAllimages数组 若不是则抛出 格式异常

–加载dylib 

遍历 DYLD_INSERT_LIBRARIES 环境变量,调用 loadInsertedDylib 加载。

4.开始链接

–链接主程序 link mainexcute

–链接之前插入的库image(imageloader加载的),并且给每个库注册插入符号 用:registerIterposing

5.开始执行初始化函数

–initializeMainExecutable 初始化  其中 +load 和 constructor 方法就是在这里执行

–内部先初始化动态库 

–再初始化主程序 调用一系列函数直到调用notifySingle函数 里面的dyld_objc_notify_register()函数,而在objc_init里面会有call_class_loads 对所有的类 调用一次load方法

6.反馈一个入口 

— 先调用getEntryFromLC_MAIN 得到lc_main,则反馈main函数地址

–若没有lc_main则调用 getEntryFromLC_UNIXTHREAD 读取主线程  则反馈主线程地址

三:拿到入口地址 则dyld流程结束  程序就走到了入口 。

参考链接:有调用函数截图的启动流程

参考链接: dyld过程中 跟Objc有什么绑定或者关联

参考链接:dyld加载流程

参考链接:dyld源码学习笔记

文章来源于互联网:[iOS]dyld、Mach-O、rebase重定位分别是什么?

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