【 iOS重学】启动优化（三）- Clang插桩

写在前面

在上一篇文章iOS重学之启动优化（二）- 二进制重排最后我们提出了一个问题：如何精确获取应用启动时刻的符号调用顺序，本篇文章我们就来详细介绍如何通过Clang插桩来对所有的符号进行100%的Hook。

Clang插桩

LLVM内置了一个简单的代码覆盖率检测(SanitizerCoverage)。它在函数级、基本块级和边缘级插入对用户定义函数的调用，并提供了这些回调的默认实现。在认为启动结束的位置添加代码，就能够拿到启动到指定位置调用到的所有函数符号。

LLVM官方文档也具体介绍了如何使用Tracing PCs with guards来做到Hook所有的函数符号。

Tracing PCs with guards:

可以理解为跟踪代码执行逻辑的一个工具，Clang编译器就可以通过插桩来获取调用的符号顺序。

Xcode配置

在项目Buiding Setting中Other C Flags里面添加 -fsanitize-coverage=trace-pc-guard标识，如下：

2022061601

添加Hook代码

在项目里面添加如下两个函数：

首先导入头文件：

#include <stdio.h>
#include <sanitizer/coverage_interface.h>

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) {
  if (!*guard) return;
  void *PC = __builtin_return_address(0);
  char PcDescr[1024];
  printf("guard: %p %x PC %s\n", guard, *guard, PcDescr);
}

函数分析

一、 void __sanitizer_cov_trace_pc_guard_init(uint32_t *start, uint32_t *stop)

运行项目，打印结果如下：

2022062602

可以看到目前stop存放的是14

如果我们在项目里面添加一个方法比如：- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event，运行项目之后再看打印结果如下：

2022062603

可以看到目前stop存放的是15

大家如果有兴趣，可以在项目里面再添加几个函数看看stop存放的数字的变化，变化规律是：每添加一个函数、方法、block等，stop存放的数值就会+1。

结论:

__sanitizer_cov_trace_pc_guard_init 函数作用是：获取整个项目中符号的个数。

二、 void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard)

我们的需求是：能够获取所有方法、函数、block的调用顺序并且知道符号的名称，这样我们就能排列order文件。

1、在项目添加一个OC方法：- (void)touchesBegan:(NSSet<UITouch *> *)touches withEvent:(UIEvent *)event

在合适位置下断点，运行项目，查看函数调用栈：

2022062604

通过查看汇编也可以看到：

2022062605

会发现：调用一个OC方法时，会调用到__sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) 方法。

2、在项目里面添加一个C函数：void test()

在合适位置下断点，运行项目，查看函数调用栈：

2022062606

通过查看汇编也可以看到：

2022062607

会发现：调用一个C函数时，会调用到__sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) 方法。

同理，你也可以添加一个block然后去看函数调用栈和汇编可以得出相同的结论：

结论:

__sanitizer_cov_trace_pc_guard 函数作用是：Hook了项目所有的方法、函数、block。

#import <dlfcn.h>
void __sanitizer_cov_trace_pc_guard(uint32_t *guard) {
   if (!*guard) return; // 把这个注释掉 +load方法也会hook到
    Dl_info info;
    void *PC = __builtin_return_address(0);
    dladdr(PC, &info);
    NSLog(@"name:%s\n",info.dli_sname);
}