底层探索：揭开对象的奥秘（上）
2023-10-11 14:16:01
踏入底层探索的旅程，让我们开启一场揭开对象奥秘的探险。在现代编程世界中，对象扮演着至关重要的角色，掌控它们的行为和机制对于释放我们代码的全部潜力至关重要。在本文中，我们将深入对象的底层，揭示它们的核心功能和结构，为理解高级概念和调试技术奠定坚实的基础。
在开始我们的探索之前，让我们建立一个牢固的基础。汇编语言是了解底层机制的关键，它允许我们直接与计算机的指令交互。对于本系列文章，我们将主要使用 ARM64 架构，它广泛用于移动设备和服务器中。
ARM64 汇编简介
ARM64 汇编使用一系列助记符来表示机器指令，每个助记符对应一个特定操作。下面列出了一些最常见的 ARM64 汇编指令：
bl：跳转指令，用于调用方法ret：函数的返回;: 注释
为了方便参考，我还列出了三种探索源码的思路：
探索源码的思路
- 断点 ：在代码执行期间暂停程序，并检查寄存器和内存中的值。
- 符号断点 ：在特定函数或方法被调用时暂停程序。
- 通过汇编探索 ：反汇编可执行文件，以查看底层指令。
探索 alloc 方法
作为我们的第一个探索案例，让我们看看 Objective-C 中的 alloc 方法是如何实现的。alloc 方法负责分配一个新对象的内存空间。
通过汇编探索
使用 objdump 工具，我们可以反汇编 objc 框架中的 alloc 方法。以下是反汇编后的代码片段：
alloc:
stp x0, x1, [sp, -16]!
mov x0, x2
bl x19
ldp x0, x1, [sp], 16
ret
从这段代码中，我们可以看到以下步骤：
- 保存寄存器
x0和x1到堆栈中。 - 将
x2寄存器的值移动到x0寄存器中。 - 调用
x19寄存器中存储的函数。 - 从堆栈中加载寄存器
x0和x1。 - 返回到调用函数。
通过分析汇编代码，我们了解到 alloc 方法调用了一个函数，该函数负责分配新对象的内存。
通过查询 objc
我们还可以使用 objc 查询函数来获取 alloc 方法的实现。以下是查询的示例：
[objc class] alloc
这将输出以下信息：
IMP: 0x183838
该 IMP（实现指针）指向实际的 alloc 实现。我们可以使用 nm 工具查看函数的地址：
nm /usr/lib/libobjc.A.dylib | grep alloc
这将输出以下信息：
0000000000023b70 T objc_msgSend
0000000000023ba0 T objc_msgSend_stret
0000000000023bc0 T objc_msgSendSuper
0000000000023be0 T objc_msgSendSuper_stret
从这些信息中，我们可以看到 alloc 方法的实际实现位于地址 0x23b70。
在本文中，我们介绍了底层探索的基本概念，并通过探索 alloc 方法，展示了如何使用汇编和 objc 查询来深入了解底层实现。在后续的文章中，我们将继续深入探讨对象、内存管理和高级技术，以帮助您掌握 Objective-C 编程的精髓。
继续关注，让我们一起踏上底层探索的迷人旅程。
