前言：从alloc的源码分析中，我们知道了alloc的三个核心操作：
- 计算要开辟的内存大小：size = cls->instanceSize(extraBytes)
- 申请内存：obj = (id)calloc(1, size);
- 将当前的类和指针地址绑定在一起：obj->initInstanceIsa(cls, hasCxxDtor);
这篇文章将从源码分析calloc。
objc4中alloc 源码
- 我们先从alloc源码中找到obj = (id)calloc(1, size)，主要涉及的方法alloc --> _objc_rootAlloc --> callAlloc --> _objc_rootAllocWithZone --> _class_createInstanceFromZone
- 点击进入calloc方法，发现calloc方法是在malloc源码中的。
- 于是去苹果官方下载最新的libmalloc源码
libmalloc源码分析calloc
- 1、在可编译的libmalloc源码中，新建一个Target,File->New->Target->Application->Command Line Tool,在main中用calloc创建一个指针。
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
void *p = calloc(1, 40);
NSLog(@"Hello, World!");
}
return 0;
}
- 2、点击进入calloc方法，不难看出，关键代码是malloc_zone_calloc方法
void *
calloc(size_t num_items, size_t size)
{
void *retval;
retval = malloc_zone_calloc(default_zone, num_items, size);
if (retval == NULL) {
errno = ENOMEM;
}
return retval;
}
- default_zone是一个默认的zone，目的就是引导程序进入一个创建真正zone的流程
- 3、点击进入malloc_zone_calloc的源码实现
void *
malloc_zone_calloc(malloc_zone_t *zone, size_t num_items, size_t size)
{
MALLOC_TRACE(TRACE_calloc | DBG_FUNC_START, (uintptr_t)zone, num_items, size, 0);
void *ptr;
if (malloc_check_start && (malloc_check_counter++ >= malloc_check_start)) {
internal_check();
}
ptr = zone->calloc(zone, num_items, size);
if (malloc_logger) {
malloc_logger(MALLOC_LOG_TYPE_ALLOCATE | MALLOC_LOG_TYPE_HAS_ZONE | MALLOC_LOG_TYPE_CLEARED, (uintptr_t)zone,
(uintptr_t)(num_items * size), 0, (uintptr_t)ptr, 0);
}
MALLOC_TRACE(TRACE_calloc | DBG_FUNC_END, (uintptr_t)zone, num_items, size, (uintptr_t)ptr);
return ptr;
}
- 通过对源码的分析，可以发现关键的代码是：ptr = zone->calloc(zone, num_items, size);
- 这里的zone是上一步传入的default_zone，关键代码申请了一个指针ptr,并且将这个指针返回。
- 4、点击进入calloc的源码实现,发现是一个calloc的声明，源码就无法继续往下走了
那么重点来了，这种情况要怎么往下分析呢？
- 5、往下分析源码的两种方式：
- 在ptr = zone->calloc(zone, num_items, size)处打个断点，运行代码，这里有两种方式是代码往下走：
- 1、按住control + step into，进入calloc的源码实现
- 2、lldb命令输入p zone->calloc
从打印的结果看出zone->calloc的源码实现是在default_zone_calloc方法中
- 6、全局搜索default_zone_calloc，进入源码,发现此时代码无法往下走
static void *
default_zone_calloc(malloc_zone_t *zone, size_t num_items, size_t size)
{
zone = runtime_default_zone(); // 创建zone
return zone->calloc(zone, num_items, size);
}
- 7、继续使用上述的两种方式，在return zone->calloc(zone, num_items, size)处打个断点，lldb命令输入p zone->calloc
- 8、全局搜索nano_calloc，进入源码
- 关键代码886行，如果size小于NANO_MAX_SIZE，则去请了一个指针p,并且将这个指针返回。
- 不满足条件，则执行helper_zone流程。
- 9、进入_nano_malloc_check_clear源码，将if else 折叠，看主流程
- segregated_next_block 这里是开辟内存的算法，并且返回合适的内存。
- slot_bytes 是加密算法的盐
- segregated_size_to_fit 是加密算法盐的源码
- 10、进入segregated_size_to_fit源码，本质是16字节对齐算法。
#define SHIFT_NANO_QUANTUM 4
#define NANO_REGIME_QUANTA_SIZE (1 << SHIFT_NANO_QUANTUM) // 16
static MALLOC_INLINE size_t
segregated_size_to_fit(nanozone_t *nanozone, size_t size, size_t *pKey)
{
size_t k, slot_bytes;
if (0 == size) {
size = NANO_REGIME_QUANTA_SIZE; // Historical behavior
}
//k + 15 >>4 右移四位 << 左移四位
//假设k = 2，算法如下：
//(2 + 15)
//0001 0001 >>4 ----> 0000 0001 相当于后四位抹零
//0000 0001 <<4 ----> 0001 0000 等于16，16字节对齐
k = (size + NANO_REGIME_QUANTA_SIZE - 1) >> SHIFT_NANO_QUANTUM; // round up and shift for number of quanta
slot_bytes = k << SHIFT_NANO_QUANTUM; // multiply by power of two quanta size
*pKey = k - 1; // Zero-based!
return slot_bytes;
}
以上就是对malloc 源码的分析思路，后续再进行完善。
