iOSApp 二進制文件重排

時間 2019-11-20

標籤 iosapp 二進制文件重排简体版

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其實二進制文件重排很簡單啊，重點在於生成 order 文件。我基於 Clang SanitizerCoverage 和業界已有的經驗，整了個 AppOrderFiles，一個調用搞定！Enjoy it！php

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AppOrderFiles(^(NSString *orderFilePath) {
    NSLog(@"OrderFilePath:%@", orderFilePath);
});

蘋果官方文檔的古老方案

蘋果的官方文檔很早就給了二進制文件重排的方案：Improving Locality of Reference，『早』到甚至被蘋果提示這份文檔已經年久失修，部分工具和連接失效了。文檔的過期不只體如今仍是 GCC 時代，連工具鏈好比像 gprof 也不能用了，不過 Google 也給出了 macOS 上的替代品，有興趣的能夠去研究下。html

Facebook 的 hfsort

須要先用 hf-prod-collect.sh 收集數據，而後塞給 hfsort 生成 hotfuncs.txt 文件。很好很強大，不過對於編程小白來講有必定的使用成本。node

PS：此方案來自於我寫了這篇文章後，jmpews 大神丟給我了個連接，受益不淺。（其實我啥都看不懂）git

基於 Clang SanitizerCoverage 的方案

在 Clang 10 documentation 中能夠看到 LLVM 官方對 SanitizerCoverage 的詳細介紹，包含了示例代碼。github

簡單來講 SanitizerCoverage 是 Clang 內置的一個代碼覆蓋工具。它把一系列以 __sanitizer_cov_trace_pc_ 爲前綴的函數調用插入到用戶定義的函數裏，藉此實現了全局 AOP 的大殺器。其覆蓋之廣，包含 Swift/Objective-C/C/C++ 等語言，Method/Function/Block 全支持。編程

開啓 SanitizerCoverage 的方法是：在 build settings 裏的「Other C Flags」中添加 -fsanitize-coverage=func,trace-pc-guard。若是含有 Swift 代碼的話，還須要在「Other Swift Flags」中加入 -sanitize-coverage=func 和 -sanitize=undefined。全部連接到 App 中的二進制都須要開啓 SanitizerCoverage，這樣才能徹底覆蓋到全部調用。app

基於 Clang SanitizerCoverage 我寫了個工具 AppOrderFiles。CocoaPods 接入，一行調用生成 Order File。啥也不說了，全在 GayHub 裏了：https://github.com/yulingtianxia/AppOrderFiles函數

固然這也不徹底是個人原創，對照着 Clang 文檔的同時，還參考了 Improving App Performance with Order Files 這篇文章的代碼。人家這篇文章雖然早就給出了，不過仍是有一些 bug 和優化空間的。工具

原理就是在 SanitizerCoverage 的回調函數裏將地址先收集到隊列裏，調用 AppOrderFiles() 後會中止收集，並將隊列中的 PC 地址依次翻譯符號，最後去重。反正代碼也很少，直接貼核心代碼：優化

static OSQueueHead queue = OS_ATOMIC_QUEUE_INIT;

static BOOL collectFinished = NO;

typedef struct {
    void *pc;
    void *next;
} PCNode;

// The guards are [start, stop).
// This function will be called at least once per DSO and may be called
// more than once with the same values of start/stop.
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start,
                                         uint32_t *stop) {
    static uint32_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.
}

// This callback is inserted by the compiler on every edge in the
// control flow (some optimizations apply).
// Typically, the compiler will emit the code like this:
//    if(*guard)
//      __sanitizer_cov_trace_pc_guard(guard);
// But for large functions it will emit a simple call:
//    __sanitizer_cov_trace_pc_guard(guard);
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
    if (!*guard) return;  // Duplicate the guard check.
    if (collectFinished) {
        return;
    }
    // If you set *guard to 0 this code will not be called again for this edge.
    // Now you can get the PC and do whatever you want:
    //   store it somewhere or symbolize it and print right away.
    // The values of `*guard` are as you set them in
    // __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init and so you can make them consecutive
    // and use them to dereference an array or a bit vector.
    *guard = 0;
    void *PC = __builtin_return_address(0);
    PCNode *node = malloc(sizeof(PCNode));
    *node = (PCNode){PC, NULL};
    OSAtomicEnqueue(&queue, node, offsetof(PCNode, next));
}