iOS App 啟動過程(一):基礎(chǔ)概念

Mach-O

Mach-O 是運(yùn)行時可執(zhí)行文件的文件類型凝颇,主要包括:

  • Executable潘拱,可執(zhí)行文件,應(yīng)用中最重要的二進(jìn)制文件拧略,也就是應(yīng)用擴(kuò)展的主二進(jìn)制文件芦岂;
  • Dylib,動態(tài)庫垫蛆;
  • Bundle禽最,捆綁包腺怯,是一種特殊的動態(tài)庫,不能進(jìn)行鏈接川无,只能在運(yùn)行時通過 dlopen() 打開呛占;
    Image,圖像懦趋,是指以上任意三種類型晾虑。
    Framework,庫仅叫,包含資源文件和頭文件的靜態(tài)庫或動態(tài)庫帜篇。

Mach-O Image File

Mach-O 圖像文件被劃分為若干個 segment,所有的 segment 都是用大寫字母命名诫咱。每個 segment 都是 page 大小的整數(shù)倍笙隙,在 64 位操作系統(tǒng)中是 16K,在 32 位操作系統(tǒng)中是 4K遂跟。
下圖的例子中,__TEXT 段有 3 個頁面婴渡,__DATA__LINKEDIT 分別有 1 個頁面幻锁。

segment 的子范圍是分區(qū),通常用小寫字母表示边臼。編譯器一般會忽略段內(nèi)的分區(qū)哄尔。

幾乎每個二進(jìn)制文件都包含三個 segment

  • __TEXT,包含了 Mach 的頭文件柠并,任何機(jī)器指令岭接,只讀常量,比如 C 字符串就放在這里臼予;
  • __DATA鸣戴,可重寫的內(nèi)容,包含所有的全局變量粘拾;
  • __LINKEDIT窄锅,包含變量函數(shù)信息,比如名稱和地址

不同操作系統(tǒng)的 Mach-O 文件通過 Fat Header 放在一起缰雇,構(gòu)成 Mach-O 通用文件入偷。

Virtual Memory

虛擬內(nèi)存通過映射進(jìn)程的地址到物理地址來管理物理內(nèi)存。這種映射不是一對一的械哟,一個邏輯地址可以不對應(yīng)任何物理地址疏之,也可以多個邏輯地址對應(yīng)同一個物理地址。
虛擬內(nèi)存具有以下特性:

  • Page fault暇咆,如果一個邏輯地址沒有對應(yīng)的物理地址锋爪,當(dāng)進(jìn)程在訪問該內(nèi)存時會產(chǎn)生頁面錯誤丙曙;
  • 當(dāng)多個進(jìn)程的邏輯地址對應(yīng)同一個物理地址時,這幾個進(jìn)程可以共享相同的頁面几缭。
  • File backed pages河泳,不需要把整個文件讀入 RAM 中,調(diào)用 mmap() 函數(shù)告訴操作系統(tǒng)需要把部分文件映射到物理地址年栓,
  • Copy-On-Write (COW)拆挥,寫入時復(fù)制,
  • 定義 dirty pagesclean pages某抓,
  • 設(shè)置 rwx 權(quán)限纸兔;

Security

通過 ASLR 和 代碼簽名保證安全性。
ASLR否副,就是 Address Space Layout Randomization 汉矿,把圖像文件加載到隨機(jī)地址中。
代碼簽名备禀,對整個文件進(jìn)行一個加密哈希算法洲拇,然后在文件上簽名,在運(yùn)行時進(jìn)行驗(yàn)證曲尸,所有的哈希都存儲在 __LINKEDIT

本文參考 WWDC2016 Session 406: Optimizing App Startup Time

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