上一節(jié)我們熟悉了啟動(dòng)優(yōu)化中二進(jìn)制重排的原理和方法。本節(jié)繼續(xù)講解如何自動(dòng)生成order文件薄啥。
- 什么是hook
- clang插樁
- 獲取函數(shù)符號(hào)
- 存儲(chǔ)和導(dǎo)出
- swift二進(jìn)制重排
1. 什么是hook
hook曙博，是鉤子换淆。
獲取原有函數(shù)符號(hào)的內(nèi)存地址和實(shí)現(xiàn)，勾住它岸霹，做一些自己想做的事情。
- 例如： 你遇到在
公路上攔到一輛車。你可以跟他的車一起走（附加自己代碼）召烂，也可以直接搶了他的車自己開（重寫實(shí)現(xiàn)）
很明顯，我們此刻就是想勾住啟動(dòng)結(jié)束前的所有函數(shù)娃承，附加一些代碼奏夫，把函數(shù)名按順序存下來，生成我們的order文件历筝。
Q: 有沒有
API桶蛔，能讓我hook一切我想hook的東西？swift漫谷、oc仔雷、c函數(shù)我都要hook?
A: 有，clang插樁。 語法樹都是它生成的碟婆，順序它說了算电抚。
2. clang插樁
官方介紹： https://clang.llvm.org/docs/SanitizerCoverage.html#tracing-pcs
官方提供了
LLVM的代碼覆蓋監(jiān)測(cè)工具。其中包含了Tracing PCs（追蹤PC）竖共。我們創(chuàng)建
TranceDemo項(xiàng)目蝙叛，按照官方給的示例，來嘗試開發(fā)
2.1 添加trace
-
按照官方描述公给，可以加入
跟蹤代碼借帘，并給出了回調(diào)函數(shù)。
image.png 打開
TranceDemo,Build Settings中搜索Other C,加入-fsanitize-coverage=trace-pc-guard
image.png
-
復(fù)制項(xiàng)目案例淌铐，粘貼到項(xiàng)目的ViewController中肺然，去除注釋和extern 聲明，加入幾個(gè)測(cè)試函數(shù):
#import "ViewController.h"
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <sanitizer/coverage_interface.h>
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
+(void)load {}
void (^block)(void) = ^{ printf("123"); };
void test() { block(); }
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start, uint32_t *stop) {
static uint64_t N; // Counter for the guards.
if (start == stop || *start) return; // Initialize only once.
printf("INIT: %p %p\n", start, stop);
for (uint32_t *x = start; x < stop; x++)
*x = ++N; // Guards should start from 1.
}
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
if (!*guard) return; // Duplicate the guard check.
void *PC = __builtin_return_address(0);
char PcDescr[1024];
// __sanitizer_symbolize_pc(PC, "%p %F %L", PcDescr, sizeof(PcDescr));
printf("guard: %p %x PC %s\n", guard, *guard, PcDescr);
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
test();
}
@end
Command+B編譯腿准，發(fā)現(xiàn)找不到符號(hào)__sanitizer_symbolize_pc（需要導(dǎo)入庫）际起，我們暫時(shí)把這一行注釋掉
-
運(yùn)行程序：
image.png
start和stop表示當(dāng)前文件的開始內(nèi)存地址和結(jié)束內(nèi)存地址。單位是int324字節(jié)
- 如果
多加幾個(gè)函數(shù)吐葱，會(huì)發(fā)現(xiàn)stop地址值也會(huì)相應(yīng)的增加街望。- 此處是指從
start到stop的前閉后開區(qū)間。[ , )弟跑，所以stop地址往前偏移4字節(jié)涂滴，才是最后一個(gè)函數(shù)符號(hào)的地址褪猛。
-
清空打印區(qū)懈费，點(diǎn)擊屏幕锌钮，觸發(fā)touchBegin。我們發(fā)現(xiàn)觸發(fā)了3次guard扑浸。
image.png - 這3次分別是
touchBegin烧给、test、block三個(gè)函數(shù)被觸發(fā)時(shí)的打印喝噪。
我們?cè)?code>touchBegin础嫡、
test、block和__sanitizer_cov_trace_pc_guard都加入斷點(diǎn)酝惧，運(yùn)行代碼:
image.png
【驗(yàn)證一】執(zhí)行順序是：
touchBegin->__sanitizer_cov_trace_pc_guard->
test->__sanitizer_cov_trace_pc_guard->
block->__sanitizer_cov_trace_pc_guard【驗(yàn)證二】
touchBegin時(shí)榴鼎，進(jìn)入?yún)R編：
image.png確實(shí)
每個(gè)函數(shù)在觸發(fā)時(shí)，都調(diào)用了__sanitizer_cov_trace_pc_guard函數(shù)晚唇。原因:
- 只要在
Other C Flags處加入標(biāo)記巫财，開啟了trace功能。LLVM會(huì)在每個(gè)函數(shù)邊緣（開始位置）哩陕，插入一行調(diào)用__sanitizer_cov_trace_pc_guard的代碼平项。編譯期就插入了赫舒。所以可以100%覆蓋。
- 以上闽瓢，就是
Clang插樁接癌。插樁操作完成后，我們需要獲取所有函數(shù)符號(hào)扣讼、存儲(chǔ)并導(dǎo)出order文件缺猛。
3. 獲取函數(shù)符號(hào)
-
__builtin_return_address: return的地址。
函數(shù)
return椭符，是返回到上一層的函數(shù)荔燎。
- 通過
return的地址，拿到的是上一層級(jí)的函數(shù)信息销钝。- 參數(shù)：
0： 表示當(dāng)前函數(shù)的上一層有咨。1：是上一層的上一層地址。
- 導(dǎo)入
#import <dlfcn.h>曙搬，通過Dl_info拿到函數(shù)信息：
typedef struct dl_info {
const char *dli_fname; /* 文件地址*/
void *dli_fbase; /* 起始地址（machO模塊的虛擬地址）*/
const char *dli_sname; /* 符號(hào)名稱 */
void *dli_saddr; /* 內(nèi)存真實(shí)地址(偏移后的真實(shí)物理地址) */
} Dl_info;
- 在
__sanitizer_cov_trace_pc_guard函數(shù)加入代碼：
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
if(!*guard) return;
void *PC = __builtin_return_address(0); //0 當(dāng)前函數(shù)地址， 1 上一層級(jí)函數(shù)地址
Dl_info info; // 聲明對(duì)象
dladdr(PC, &info); // 讀取PC地址鸽嫂，賦值給info
printf("dli_fname:%s \n dli_fbase:%p \n dli_sname:%s \n dli_saddr:%p \n ", info.dli_fname, info.dli_fbase, info.dli_sname, info.dli_saddr);
}
- 運(yùn)行程序纵装，可以看到：
image.png
dli_fname: 文件地址dli_fbase： 起始地址（machO模塊的虛擬地址）dli_sname: 符號(hào)名稱dli_saddr: 內(nèi)存真實(shí)地址（偏移后的真實(shí)物理內(nèi)存地址）
- 此時(shí)，我們
成功拿到函數(shù)符號(hào)据某。
4.存儲(chǔ)符號(hào)
注意：__sanitizer_cov_trace_pc_guard函數(shù)是在多線程環(huán)境下橡娄，所以需要注意寫入安全
寫入安全，就是上鎖癣籽。 可參考【第二十八挽唉、第二十九節(jié)】，此處我使用OSAtomic原子鎖筷狼。存儲(chǔ)方式瓶籽，也有很多種， 此處我使用隊(duì)列進(jìn)行存儲(chǔ)埂材。
- 導(dǎo)入
#include <libkern/OSAtomic.h>原子頭文件塑顺，創(chuàng)建原子隊(duì)列，定義節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)體：
#import "ViewController.h"
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <sanitizer/coverage_interface.h>
#import <dlfcn.h>
#import <libkern/OSAtomic.h> // 原子操作
@interface ViewController ()
@end
@implementation ViewController
+(void)load {}
void (^block)(void) = ^{ printf("123"); };
void test666() { block(); }
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
}
// 定義原子隊(duì)列
static OSQueueHead symbolList = OS_ATOMIC_QUEUE_INIT; // 原子隊(duì)列初始化
// 定義符號(hào)結(jié)構(gòu)體
typedef struct {
void * pc;
void * next;
}SYNode;
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start, uint32_t *stop) {
static uint64_t N;
if (start == stop || *start) return;
printf("INIT: %p %p\n", start, stop);
for (uint32_t *x = start; x < stop; x++)
*x = ++N;
}
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
// 這里是多線程俏险，會(huì)有資源搶奪严拒。
// 這個(gè)會(huì)影響load函數(shù)，所以需要移除哨兵
// if(!*guard) return;
void *PC = __builtin_return_address(0); //0 當(dāng)前函數(shù)地址竖独， 1 上一層級(jí)函數(shù)地址
Dl_info info; // 聲明對(duì)象
dladdr(PC, &info); // 讀取PC地址裤唠，賦值給info
// 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體
SYNode * node = malloc(sizeof(SYNode)); // 創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體空間
*node = (SYNode){PC, NULL}; // node節(jié)點(diǎn)的初始化賦值（pc為當(dāng)前PC值，NULL為next值）
// 加入結(jié)構(gòu) (offsetof: 按照參數(shù)1大小作為偏移值莹痢，給到next)
// 拿到并賦值
// 拿到symbolList地址种蘸，偏移SYNode字節(jié)墓赴，將node賦值給symbolList最后節(jié)點(diǎn)的next指針。
OSAtomicEnqueue(&symbolList, node, offsetof(SYNode, next));
}
- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
// 創(chuàng)建可變數(shù)組
NSMutableArray<NSString *> * symbolNames = [NSMutableArray array];
// 每次while循環(huán)劈彪，都會(huì)加入一次hook (__sanitizer_cov_trace_pc_guard) 只要是跳轉(zhuǎn)竣蹦，就會(huì)被block
// 直接修改[other c clang]: -fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard 指定只有func才加Hook
while (1) {
// 去除鏈表
SYNode * node = OSAtomicDequeue(&symbolList, offsetof(SYNode, next));
if(node ==NULL) break;
Dl_info info = {0};
// 取出節(jié)點(diǎn)的pc,賦值給info
dladdr(node->pc, &info);
// 釋放節(jié)點(diǎn)
free(node);
// 存名字
NSString *name = @(info.dli_sname);
// 三目運(yùn)算符 寫法
BOOL isObjc = [name hasPrefix: @"+["] || [name hasPrefix: @"-["];
NSString * symbolName = isObjc ? name : [NSString stringWithFormat:@"_%@",name];
[symbolNames addObject:symbolName];
}
// 反向集合
NSEnumerator * enumerator = [symbolNames reverseObjectEnumerator];
// 創(chuàng)建數(shù)組
NSMutableArray * funcs = [NSMutableArray arrayWithCapacity:symbolNames.count];
// 臨時(shí)變量
NSString * name;
// 遍歷集合，去重沧奴，添加到funcs中
while (name = [enumerator nextObject]) {
// 數(shù)組中去重添加
if (![funcs containsObject:name]) {
[funcs addObject:name];
}
}
// 移除當(dāng)前touchesBegan函數(shù) （跟啟動(dòng)無關(guān)）
[funcs removeObject:[NSString stringWithFormat:@"%s",__FUNCTION__]];
// 數(shù)組轉(zhuǎn)字符串
NSString * funcStr = [funcs componentsJoinedByString:@"\n"];
// 文件路徑
NSString * filePath = [NSTemporaryDirectory() stringByAppendingPathComponent:@"ht.order"];
// 文件內(nèi)容
NSData * fielContents = [funcStr dataUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];
// 創(chuàng)建文件
[[NSFileManager defaultManager] createFileAtPath:filePath contents:fielContents attributes:nil];
NSLog(@"%@",funcs);
NSLog(@"%@",filePath);
NSLog(@"%@",fielContents);
}
@end
坑點(diǎn)：
if(!*guard) return;需要去掉痘括，會(huì)影響+load的寫入
while循環(huán)，也會(huì)觸發(fā)__sanitizer_cov_trace_pc_guard：
【現(xiàn)象】：
image.png【原因】：
- 通過看匯編滔吠，可以看到while也觸發(fā)了
__sanitizer_cov_trace_pc_guard的跳轉(zhuǎn)纲菌。原因是，trace的觸發(fā)疮绷，并不是根據(jù)函數(shù)來進(jìn)行hook的翰舌，而是hook了每一個(gè)跳轉(zhuǎn)(bl)。while也有跳轉(zhuǎn)冬骚，所以進(jìn)入了死循環(huán)椅贱。【方案】：
Build Settings的Other C Flags配置，添加一個(gè)func指定條件:-fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard
image.png
-
運(yùn)行代碼只冻，點(diǎn)擊屏幕：
image.png -
根據(jù)打印路徑庇麦，查看
ht.order文件，完美喜德！
image.png
真機(jī)的沙盒文件山橄，可以從這里下載：
選擇設(shè)備，點(diǎn)擊Add ...
image.png- 選擇
真機(jī)->選擇APP->點(diǎn)擊設(shè)置
image.png點(diǎn)擊下載舍悯，就可以拿到手機(jī)沙盒信息了
image.png- 包內(nèi)容中航棱，可以找到
ht.order文件
- 復(fù)制
ht.order文件，放到根目錄萌衬，就完成了饮醇。
image.png
可以根據(jù) 上一節(jié)的內(nèi)容，打開
link Map查看最終的符號(hào)排序秕豫，使用Instruments檢查自己應(yīng)用的PageFault數(shù)量和耗時(shí)
注意
- 【二進(jìn)制重排
order文件】需要代碼封版后驳阎，再生成。 （代碼還在變動(dòng)馁蒂，生成就沒意義了）- 【二進(jìn)制重排
相關(guān)代碼】不要寫到自己項(xiàng)目中去呵晚。寫個(gè)小工具跑一下，拿到order文件即可沫屡。
5. Swift二進(jìn)制重排
-
Swift 二進(jìn)制重排饵隙，與OC一樣。只是LLVM前端不同沮脖。
OC的前端編譯器是Clang金矛，所以在other c flags處添加-fsanitize-coverage=func,trace-pc-guardSwift的前端編譯器是Swift芯急，所以在other Swift Flags處添加-sanitize=undefined和-sanitize-coverage=func
image.png
-
項(xiàng)目中添加
SwiftTest.swift文件，創(chuàng)建橋接頭:
image.png
image.png -
在
ViewController.m中導(dǎo)入橋接頭文件：#import "TranceDemo-Swift.h"
image.png -
運(yùn)行項(xiàng)目驶俊，點(diǎn)擊屏幕娶耍，去打印的目錄下，拿到ht.order文件：
image.png
補(bǔ)充：
1 .
swift符號(hào)自帶名稱混淆
未改變代碼時(shí)饼酿，swift符號(hào)不會(huì)變榕酒。
總之，order文件故俐，請(qǐng)?jiān)?code>代碼封版后想鹰，再生成。
- 至此药版，
Clang插樁和自動(dòng)生成Order文件辑舷，都已完成。 去實(shí)戰(zhàn)試試吧槽片！
