Objective-C运行时如何检索类和方法列表？

Question

Objective-C运行时如何检索类和方法列表？

Lui*_*BOL 10 assembly objective-c objective-c-runtime

如果我得到以下Objective-C源文件:

// test.m
#import <objc/Object.h>

@interface MySuperClass: Object {

}
-(void) myMessage1;
@end

@implementation MySuperClass
-(void) myMessage1 {

}
@end

@interface MyClass: MySuperClass {

}
-(void) myMessage2;
@end

@implementation MyClass
-(void) myMessage2 {

}
@end

int main() {

    return 0;
}

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

并尝试从中生成一个程序集文件clang -fobjc-nonfragile-abi -fnext-runtime -S test.m,我得到以下汇编代码:

    .file   "test.m"
    .text
    .align  16, 0x90
    .type   _2D__5B_MySuperClass_20_myMessage1_5D_,@function
_2D__5B_MySuperClass_20_myMessage1_5D_: # @"\01-[MySuperClass myMessage1]"
.Ltmp0:
    .cfi_startproc
# BB#0:
    movq    %rdi, -8(%rsp)
    movq    %rsi, -16(%rsp)
    ret
.Ltmp1:
    .size   _2D__5B_MySuperClass_20_myMessage1_5D_, .Ltmp1-_2D__5B_MySuperClass_20_myMessage1_5D_
.Ltmp2:
    .cfi_endproc
.Leh_func_end0:

    .align  16, 0x90
    .type   _2D__5B_MyClass_20_myMessage2_5D_,@function
_2D__5B_MyClass_20_myMessage2_5D_:      # @"\01-[MyClass myMessage2]"
.Ltmp3:
    .cfi_startproc
# BB#0:
    movq    %rdi, -8(%rsp)
    movq    %rsi, -16(%rsp)
    ret
.Ltmp4:
    .size   _2D__5B_MyClass_20_myMessage2_5D_, .Ltmp4-_2D__5B_MyClass_20_myMessage2_5D_
.Ltmp5:
    .cfi_endproc
.Leh_func_end1:

    .globl  main
    .align  16, 0x90
    .type   main,@function
main:                                   # @main
.Ltmp6:
    .cfi_startproc
# BB#0:
    movl    $0, %eax
    movl    $0, -4(%rsp)
    ret
.Ltmp7:
    .size   main, .Ltmp7-main
.Ltmp8:
    .cfi_endproc
.Leh_func_end2:

    .type   L_OBJC_CLASS_NAME_,@object # @"\01L_OBJC_CLASS_NAME_"
    .section    "__TEXT,__objc_classname,cstring_literals","aw",@progbits
L_OBJC_CLASS_NAME_:
    .asciz   "MySuperClass"
    .size   L_OBJC_CLASS_NAME_, 13

    .type   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MySuperClass,@object # @"\01l_OBJC_METACLASS_RO_$_MySuperClass"
    .section    "__DATA, __objc_const","aw",@progbits
    .align  8
l_OBJC_METACLASS_RO_$_MySuperClass:
    .long   1                       # 0x1
    .long   40                      # 0x28
    .long   40                      # 0x28
    .zero   4
    .quad   0
    .quad   L_OBJC_CLASS_NAME_
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .size   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MySuperClass, 72

    .type   OBJC_METACLASS_$_MySuperClass,@object # @"OBJC_METACLASS_$_MySuperClass"
    .section    "__DATA, __objc_data","aw",@progbits
    .globl  OBJC_METACLASS_$_MySuperClass
    .align  8
OBJC_METACLASS_$_MySuperClass:
    .quad   OBJC_METACLASS_$_Object
    .quad   OBJC_METACLASS_$_Object
    .quad   _objc_empty_cache
    .quad   _objc_empty_vtable
    .quad   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MySuperClass
    .size   OBJC_METACLASS_$_MySuperClass, 40

    .type   L_OBJC_METH_VAR_NAME_,@object # @"\01L_OBJC_METH_VAR_NAME_"
    .section    "__TEXT,__objc_methname,cstring_literals","aw",@progbits
L_OBJC_METH_VAR_NAME_:
    .asciz   "myMessage1"
    .size   L_OBJC_METH_VAR_NAME_, 11

    .type   L_OBJC_METH_VAR_TYPE_,@object # @"\01L_OBJC_METH_VAR_TYPE_"
    .section    "__TEXT,__objc_methtype,cstring_literals","aw",@progbits
L_OBJC_METH_VAR_TYPE_:
    .asciz   "v16@0:8"
    .size   L_OBJC_METH_VAR_TYPE_, 8

    .type   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MySuperClass,@object # @"\01l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MySuperClass"
    .section    "__DATA, __objc_const","aw",@progbits
    .align  8
l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MySuperClass:
    .long   24                      # 0x18
    .long   1                       # 0x1
    .quad   L_OBJC_METH_VAR_NAME_
    .quad   L_OBJC_METH_VAR_TYPE_
    .quad   _2D__5B_MySuperClass_20_myMessage1_5D_
    .size   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MySuperClass, 32

    .type   l_OBJC_CLASS_RO_$_MySuperClass,@object # @"\01l_OBJC_CLASS_RO_$_MySuperClass"
    .align  8
l_OBJC_CLASS_RO_$_MySuperClass:
    .long   0                       # 0x0
    .long   8                       # 0x8
    .long   8                       # 0x8
    .zero   4
    .quad   0
    .quad   L_OBJC_CLASS_NAME_
    .quad   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MySuperClass
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .size   l_OBJC_CLASS_RO_$_MySuperClass, 72

    .type   OBJC_CLASS_$_MySuperClass,@object # @"OBJC_CLASS_$_MySuperClass"
    .section    "__DATA, __objc_data","aw",@progbits
    .globl  OBJC_CLASS_$_MySuperClass
    .align  8
OBJC_CLASS_$_MySuperClass:
    .quad   OBJC_METACLASS_$_MySuperClass
    .quad   OBJC_CLASS_$_Object
    .quad   _objc_empty_cache
    .quad   _objc_empty_vtable
    .quad   l_OBJC_CLASS_RO_$_MySuperClass
    .size   OBJC_CLASS_$_MySuperClass, 40

    .type   L_OBJC_CLASS_NAME_1,@object # @"\01L_OBJC_CLASS_NAME_1"
    .section    "__TEXT,__objc_classname,cstring_literals","aw",@progbits
L_OBJC_CLASS_NAME_1:
    .asciz   "MyClass"
    .size   L_OBJC_CLASS_NAME_1, 8

    .type   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MyClass,@object # @"\01l_OBJC_METACLASS_RO_$_MyClass"
    .section    "__DATA, __objc_const","aw",@progbits
    .align  8
l_OBJC_METACLASS_RO_$_MyClass:
    .long   1                       # 0x1
    .long   40                      # 0x28
    .long   40                      # 0x28
    .zero   4
    .quad   0
    .quad   L_OBJC_CLASS_NAME_1
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .size   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MyClass, 72

    .type   OBJC_METACLASS_$_MyClass,@object # @"OBJC_METACLASS_$_MyClass"
    .section    "__DATA, __objc_data","aw",@progbits
    .globl  OBJC_METACLASS_$_MyClass
    .align  8
OBJC_METACLASS_$_MyClass:
    .quad   OBJC_METACLASS_$_Object
    .quad   OBJC_METACLASS_$_MySuperClass
    .quad   _objc_empty_cache
    .quad   _objc_empty_vtable
    .quad   l_OBJC_METACLASS_RO_$_MyClass
    .size   OBJC_METACLASS_$_MyClass, 40

    .type   L_OBJC_METH_VAR_NAME_2,@object # @"\01L_OBJC_METH_VAR_NAME_2"
    .section    "__TEXT,__objc_methname,cstring_literals","aw",@progbits
L_OBJC_METH_VAR_NAME_2:
    .asciz   "myMessage2"
    .size   L_OBJC_METH_VAR_NAME_2, 11

    .type   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass,@object # @"\01l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass"
    .section    "__DATA, __objc_const","aw",@progbits
    .align  8
l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass:
    .long   24                      # 0x18
    .long   1                       # 0x1
    .quad   L_OBJC_METH_VAR_NAME_2
    .quad   L_OBJC_METH_VAR_TYPE_
    .quad   _2D__5B_MyClass_20_myMessage2_5D_
    .size   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass, 32

    .type   l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass,@object # @"\01l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass"
    .align  8
l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass:
    .long   0                       # 0x0
    .long   8                       # 0x8
    .long   8                       # 0x8
    .zero   4
    .quad   0
    .quad   L_OBJC_CLASS_NAME_1
    .quad   l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .quad   0
    .size   l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass, 72

    .type   OBJC_CLASS_$_MyClass,@object # @"OBJC_CLASS_$_MyClass"
    .section    "__DATA, __objc_data","aw",@progbits
    .globl  OBJC_CLASS_$_MyClass
    .align  8
OBJC_CLASS_$_MyClass:
    .quad   OBJC_METACLASS_$_MyClass
    .quad   OBJC_CLASS_$_MySuperClass
    .quad   _objc_empty_cache
    .quad   _objc_empty_vtable
    .quad   l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass
    .size   OBJC_CLASS_$_MyClass, 40

    .type   L_OBJC_LABEL_CLASS_$,@object # @"\01L_OBJC_LABEL_CLASS_$"
    .section    "__DATA, __objc_classlist, regular, no_dead_strip","aw",@progbits
    .align  8
L_OBJC_LABEL_CLASS_$:
    .quad   OBJC_CLASS_$_MySuperClass
    .quad   OBJC_CLASS_$_MyClass
    .size   L_OBJC_LABEL_CLASS_$, 16

    .type   L_OBJC_IMAGE_INFO,@object # @"\01L_OBJC_IMAGE_INFO"
    .section    "__DATA, __objc_imageinfo, regular, no_dead_strip","a",@progbits
    .align  4
L_OBJC_IMAGE_INFO:
    .long   0                       # 0x0
    .long   16                      # 0x10
    .size   L_OBJC_IMAGE_INFO, 8


    .section    ".note.GNU-stack","",@progbits

Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我的问题是:Objective-C运行时库如何被链接test.o以便可以成功创建可执行文件,如何检索方法列表以创建例如vtable？是否有可能使用.section ..., @function,.section ..., @object或.section ..., @progbits装配指令来获得这些信息,至少在连接时间？

Answer 1

rob*_*off 21

编译器,链接器和运行时一起工作.

首先,编译器解析源代码为每个类和发射等指令.long,.zero和.quad描述类的实例变量,属性,选择和方法.汇编程序将这些指令转换为原始数据.

数据采用运行时理解的格式.例如,从符号开始的数据OBJC_CLASS_$_MyClass与运行时的布局struct class_t(定义objc-runtime-new.h)相匹配.符号处的数据l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass与运行时的布局相匹配struct class_ro_t(尽管大多数字段为0,因为运行时在加载类时更新它们).的struct class_ro_t具有baseMethods类型的字段method_list_t *,这在箱子l_OBJC_CLASS_RO_$_MyClass被初始化为l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass.在l_OBJC_$_INSTANCE_METHODS_MyClass你会发现像a一样的数据struct method_list_t,它以一个数组结束struct method_t- 一个用于类中的每个方法.在您的示例中,它不是很有趣,因为您的每个类只有一个方法.

编译器使用这些.section指令告诉链接器如何将这些数据的块组合在一起.例如,所有struct class_t块将放在一个名为的部分中__objc_classlist.这样,运行时只需查找命名的部分__objc_classlist,然后将整个部分作为数组处理struct class_t.看一下GETSECT宏objc-file.mm.

链接器安排函数_objc_init(in objc-os.mm)在进程的生命周期中很早就开始运行main.该_objc_init函数使用动态加载程序注册一些回调.特别是,它告诉加载器调用map_images(in objc-runtime-new.mm)哪个调用map_images_nolock最终调用_read_images.该_read_images函数实际解析编译器发出的那些数据块,并将它们转换为objc_msgSend用于实际向对象发送消息的数据结构.

您可以下载Mac OS X 10.8 Objective-C运行时源代码的存档以了解更多信息.此存档还包含iOS/ARM(甚至Windows!)的源文件,尽管它可能与任何版本的iOS 都不完全对应.

归档时间：	13 年，3 月前
查看次数：	1697 次
最近记录：	11 年，6 月前