Swift 高级进阶 - 类和结构体 （2）

双鱼的木木
250 阅读3分钟

Swift 进阶系列 - 02 类与结构体(下)

@mutating, inout 关键字

@mutating关键字:

The mutating keyword is only required if you are changing any state contained within the struct.

mutating关键字只有在你改变结构体内部状态时才需要使用

inout关键字:

inout means that modifying the local variable will also modify the passed-in parameter.

inout 意味着 修改局部变量也会修改对应传入的参数

以上关键字的本质都是指针传递， 所以可以直接修改对应对象的内存区域，由于是指针传递， 所以在值类型的变量上使用才是有意义的。

方法调度

class 实例方法调用:

1.找到 Metadata

2.确定函数地址（metadata + offset）

3.执行函数

struct Metadata{
  var kind: Int
  var superClass: Any.Type 
  var cacheData: (Int, Int) 
  var data: Int
  var classFlags: Int32
  var instanceAddressPoint: UInt32
  var instanceSize: UInt32
  var instanceAlignmentMask: UInt16
  var reserved: UInt16
  var classSize: UInt32
  var classAddressPoint: UInt32
  var typeDescriptor: UnsafeMutableRawPointer 	var iVarDestroyer: UnsafeRawPointer
}

SIL 文件分析可以找到类方法的函数表（V-Table), 通过Swift源码分析可以得知, V-Table可能存在于

struct TargetClassDescriptor{ 
  var flags: UInt32
  var parent: UInt32
  var name: Int32
  var accessFunctionPointer: Int32
  var fieldDescriptor: Int32
  var superClassType: Int32
  var metadataNegativeSizeInWords: UInt32 var metadataPositiveSizeInWords: UInt32 var numImmediateMembers: UInt32
  var numFields: UInt32
  var fieldOffsetVectorOffset: UInt32 var Offset: UInt32
  var size: UInt32
  //V-Table
}

Mach-O：Mach-O 其实是Mach Object文件格式的缩写，是 mac 以及 iOS 上可执行文件的格式，常⻅的有 .o，.a .dylib Framework，dyld ，.dsym

page4image62231840.png

  • 首先是文件头，表明该文件是 Mach-O 格式，指定目标架构，还有一些其他的文件属性信息，文件头信息影响后续的文件结构安排

  • Load commands是一张包含很多内容的表。内容包括区域的位置、符号表、动态符号表 等。

  • LC_SEGMENT_64将文件中(32位或64位)的段映射到进程地 址空间中
    LC_DYLD_INFO_ONLY动态链接相关信息
    LC_SYMTAB符号地址
    LC_DYSYMTAB动态符号表地址
    LC_LOAD_DYLINKERdyld加载
    LC_UUID文件的UUID
    LC_VERSION_MIN_MACOSX支持最低的操作系统版本
    LC_SOURCE_VERSION源代码版本
    LC_MAIN设置程序主线程的入口地址和栈大小
    LC_LOAD_DYLIB依赖库的路径，包含三方库
    LC_FUNCTION_STARTS函数起始地址表
    LC_CODE_SIGNATURE代码签名

    Data 区主要就是负责代码和数据记录的。Mach-O 是以 Segment 这种结构来组织数据 的，一个 Segment 可以包含 0 个或多个 Section。根据 Segment 是映射的哪一个 Load Command，Segment 中 section 就可以被解读为是是代码，常量或者一些其他的数据类 型。在装载在内存中时，也是根据 Segment 做内存映射的。

Swift类信息存放在swift_types section中. 存放descriptor的地址信息, 找到offset.

虚拟内存基地址在Load Commands __PageZero可以找到 VM Size.Data

根据基地址+offset 在const section中 找到descriptor 的首地址， 根据ClassDescriptor的结构，之后通过 image list 的起始模块， 找到ASLR （程序运行的起始地址），最后推算出V-Table的首地址。

通过 MethodDescriptor 找到方法的结构(flags: UInt32(4字节) + impl:(函数偏移Offset))， 最后确定函数地址（经过汇编调试可以确定函数地址是否一致）

类型调度方式extension
值类型静态派发静态派发
类函数表派发静态派发
NSObject的子类函数表派发静态派发
  • final: 添加了 final 关键字的函数无法被重写，使用静态派发，不会在 vtable 中出现，且 对 objc 运行时不可⻅。
  • dynamic: 函数均可添加 dynamic 关键字，为非objc类和值类型的函数赋予动态性，但派发 方式还是函数表派发。
  • @objc: 该关键字可以将Swift函数暴露给Objc运行时，依旧是函数表派发。
  • @objc + dynamic: 消息派发的方式
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