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應(yīng)用程序加載

準(zhǔn)備條件：dyld-732.8 源碼

編譯過程

源文件 -> 預(yù)編譯 -> 編譯 -> 匯編 -> 鏈接(.a/.lib.so) -> 可執(zhí)行文件

編譯過程

編譯過程

靜態(tài)庫

在鏈接階段，會將匯編生成的目標(biāo)與引用的庫一起鏈接打包到可執(zhí)行文件中

靜態(tài)庫

動態(tài)庫

程序編譯并不會鏈接到目標(biāo)代碼中，而是在程序運行時才被載入

動態(tài)庫

• 優(yōu)勢

  • 減少打包只有的APP的大小
  • 共享內(nèi)存，節(jié)約資源
  • 通過更新動態(tài)庫，達到更新程序的目的

• 常見動態(tài)庫

  • UIkit
  • libdispatch
  • libobjc.dyld

APP加載流程

APP加載流程

1. APP啟動
2. 加載 libSystem
3. Runtime 向 dyld 注冊回調(diào)函數(shù)
4. 加載新的 image（鏡像文件）
5. 執(zhí)行 map_images、load_images（執(zhí)行這一步之后，會回到第4步之前，ImageLoader 加載 image）
6. 調(diào)用 main 函數(shù)

_dyld 分析

• _dyld 是動態(tài)鏈接器
• _dyld 將所有動態(tài)庫鏈接到內(nèi)存中
• _dyld_start：鏈接開始

程序加載的順序

1. load 方法

load方法

2. load 前還有 _dyld_start

_dyld_start

3. 找到 arm64 的流程

image

通過注釋找到

call dyldbootstrap::start(app_mh, argc, argv, slide, dyld_mh, &startGlue)

4. 找到 start 源碼

• 第一步：rebaseDyld(dyldsMachHeader);。調(diào)整dyld，在磁盤中，所有的dyld的 DATA 段都連在一起，所以需要修復(fù)成真正的指針，以保證程序運行
• 第二步：__guard_setup(apple);。設(shè)置隨機偏移值，這個是內(nèi)存段的偏移，虛擬地址映射物理地址
• 第三步：return dyld::_main((macho_header*)appsMachHeader, appsSlide, argc, argv, envp, apple, startGlue);

start 源碼

5. 找到 main 源碼

整個 main 函數(shù)在 5880-6365部分，接近500行代碼

• 第一部分：函數(shù)開始到下面這一段代碼，前面都是環(huán)境判斷、初始化操作；

  CRSetCrashLogMessage("dyld: launch started");
  setContext(mainExecutableMH, argc, argv, envp, apple);
  

• 第二部分：將dyld添加到uuidArray中以啟用堆棧符號。中間其他代碼都是環(huán)境判斷以及日志處理

  addDyldImageToUUIDList();
  

• 第三部分：reloadAllImages:，這段代碼之后才是真正的開始加載鏡像的一個分水嶺。

• 第四部分：instantiateFromLoadedImage，為main執(zhí)行文件初始化ImageLoader

• 第五部分：sInsertedDylibCount = sAllImages.size()-1;，記錄插入庫的數(shù)量并描述插入庫的順序。

  1. 先插入庫：inserted libraries
  2. 然后是主庫：then main
  3. 然后是其他庫：then others

• 第六部分：gLinkContext 的處理

  1. 鏈接 main 執(zhí)行文件：gLinkContext.linkingMainExecutable = true;
  2. 申請插入式緩存：ImageLoader::applyInterposingToDyldCache(gLinkContext);
  3. 通知dyld狀態(tài)：gLinkContext.notifyBatch(dyld_image_state_bound, false);
  4. 斷開 main 執(zhí)行文件的鏈接：gLinkContext.linkingMainExecutable = false;

• 第七部分：initializeMainExecutable();，初始化主執(zhí)行文件，這里才是真正的初始化、綁定等操作

  1. 執(zhí)行初始化器：runInitializers(const LinkContext& context, InitializerTimingList& timingInfo)

  2. 處理初始化器：processInitializers(context, thisThread, timingInfo, up);

  3. 遞歸初始化：對images列表中的所有映像調(diào)用recursive init，構(gòu)建未初始化的向上依賴項的新列表。

     recursiveInitialization(const LinkContext& context,
                                 mach_port_t this_thread,
                                 const char* pathToInitialize,
                                 ImageLoader::InitializerTimingList&,
                                 ImageLoader::UninitedUpwards&);
     

• 第八部分：notifyMonitoringDyldMain();，通知所有的監(jiān)聽對象（進程），當(dāng)前進程即將進入 main()方法。這里通過 mach_msg 進行的通知

  1. sendMessage
  2. mach_msg

main 源碼

6. reloadAllImages

reloadAllImages

7. instantiateFromLoadedImage

instantiateFromLoadedImage

8. sniffLoadCommands

sniffLoadCommands

dyld 流程：main函數(shù)分析

應(yīng)用程序的入口：dyld::_main uintptr_t start(...)

1. 環(huán)境變量相關(guān)處理

• 從環(huán)境變量中讀取可執(zhí)行文件 cdHash
• checkEnvironmentVariables(envp);
• defaultUninitializedFallbackPaths(envp);

2. 加載共享緩存

checkSharedRegionDisable((dyld3::MachOLoaded*)mainExecutableMH,mainExecutableSlide);
mapSharedCache();

3. 將 dyld 本身添加到UUID列表

addDyldImageToUUIDList();

4. reloadAllImages:

1. 實例化主程序：instantiateFromLoadedImage

   • ImageLoaderMachO::instantiateMainExecutable

     • sniffLoadCommands：確定此 mach-o 文件是否具有壓縮的 LINKEDIT 以及 段數(shù)
     • addImage(image);

   • 內(nèi)核會映射到主要可執(zhí)行文件中。我們需要為已經(jīng)映射到主可執(zhí)行文件中的文件中的文件創(chuàng)建一個 ImageLoader *

2. 加載任何插入的動態(tài)庫

   loadInsertedDylib(*lib);
   

3. 鏈接庫

   • 遍歷：sInsertedDylibCount
   • ImageLoader* image = sAllImages[i+1];
   • link(sMainExecutable, sEnv.DYLD_BIND_AT_LAUNCH, true, ImageLoader::RPathChain(NULL, NULL), -1);
   • this->recursiveApplyInterposing(context);：插入任何動態(tài)加載的鏡像文件

5. 運行所有初始化程序

1. initializeMainExecutable();

2. runInitializers

3. 初始化準(zhǔn)備：processInitializers（images.count）

4. 遞歸一個個開始初始化：images.images[i]->recursiveInitialization

5. notifySingle 單個鏡像通知-開始行動

   1. 獲取鏡像文件真實地址：(*sNotifyObjCInit)(image->getRealPath(), image->machHeader());

   2. 初始化objc通知

      
      
      初始化objc通知
   3. 遍歷初始化 this->doInitialization(context);

      1. doImageInit(context);

         Initializer func = (Initializer)(((struct macho_routines_command*)cmd)->init_address + fSlide);
         libSystemInitialized; //libSystem 初始化必須提前
         

      2. C++函數(shù)處理

         doModInitFunctions(context);
         

6. 通知監(jiān)聽 dyld 的main

notifyMonitoringDyldMain();