Load方法之前发生了什么？dyld应用程序加载流程分析

2024-02-14 05:13:48

前言

应用程序的启动过程是计算机科学中一个迷人的话题，涉及操作系统、编译器和计算机体系结构之间的复杂交互。在 macOS 中，应用程序启动的幕后推手是一个名为 dyld 的动态链接器。dyld 负责加载和链接应用程序及其依赖项，以便它们可以在内存中运行。在本文中，我们将深入研究 dyld 应用程序加载流程，重点关注在 load 方法调用之前发生的事情。

dyld 概述

dyld 是 macOS 上的动态链接器，负责管理应用程序的动态链接和加载。它是一种低级系统工具，充当应用程序和操作系统之间的桥梁。dyld 负责以下主要任务：

加载应用程序及其依赖项（动态库）
将符号链接到相应的内存地址
准备应用程序执行

应用程序加载流程

dyld 应用程序加载流程是一个多步骤过程，如下所述：

Mach-O 加载： dyld 从磁盘加载应用程序的 Mach-O 可执行文件。Mach-O 是一种文件格式，包含应用程序的可执行代码、数据和元数据。
重定位： dyld 重定位应用程序的代码和数据，以匹配内存中的实际地址。这确保应用程序可以在正确的内存位置运行。
绑定： dyld 绑定应用程序的符号到相应的内存地址。这允许应用程序访问其依赖项中定义的函数和变量。
固定： dyld 固定应用程序的代码和数据，防止它们在内存中移动。这确保应用程序在运行时不会崩溃。
初始化： dyld 调用应用程序的 load 方法，这是应用程序初始化的起点。

Load 方法之前发生的事情

在 load 方法调用之前，dyld 会执行以下操作：

加载依赖项： dyld 会递归地加载应用程序的所有依赖项，即动态库。这些动态库可能包含应用程序所需的其他代码和数据。
链接符号： dyld 会将应用程序和依赖项中的符号链接到相应的内存地址。这允许应用程序访问所需的所有功能。
初始化动态库： dyld 会调用动态库的 load 方法，以便它们可以执行其自身的初始化例程。
设置环境变量： dyld 会设置应用程序的运行时环境变量，例如 DYLD_LIBRARY_PATH 和 LD_PRELOAD。

动态库链接

动态库是可重用的代码和数据模块，可以在运行时加载到应用程序中。它们允许应用程序在不重新编译的情况下共享代码和数据。dyld 使用以下机制链接动态库：

延迟绑定： dyld 在应用程序启动时不绑定动态库中的符号。相反，它使用称为延迟绑定（lazy binding）的技术，只有在应用程序实际需要符号时才绑定符号。
版本化： dyld 维护动态库版本的记录。当加载一个动态库时，它会检查其版本并确保它与应用程序所需的版本兼容。
路径搜索： dyld 使用一系列预定义的路径搜索动态库。如果一个动态库不在这些路径中，应用程序可以指定一个额外的路径。