深入iOS系統(tǒng)底層之匯編語(yǔ)言

我們知道凡是滿足某個(gè)操作系統(tǒng)ABI規(guī)則的應(yīng)用程序源代碼最終都會(huì)編譯和鏈接為某種特定格式的一條條機(jī)器指令并在CPU上執(zhí)行。如果說(shuō)程序的高級(jí)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)對(duì)于一個(gè)程序員來(lái)說(shuō)是它的源代碼的話，那么對(duì)于CPU來(lái)說(shuō)一個(gè)程序的機(jī)器指令序列就是它的源代碼。只不過(guò)機(jī)器語(yǔ)言對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)異常的晦澀難懂而已。

很高興的一件事情就是雖然機(jī)器語(yǔ)言晦澀，我們的前輩們發(fā)明出了一種所謂機(jī)器語(yǔ)言的助記語(yǔ)言：匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言中的每條命令雖然幾乎和每條機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)，但是卻增強(qiáng)了程序的可讀性，使得我們面臨的不再是一串干巴巴的二進(jìn)制數(shù)字了。君不見(jiàn)目前很多的反編譯工具以及即使是XCODE上我們都能看到匯編語(yǔ)言的場(chǎng)景。正是因?yàn)閰R編語(yǔ)言的出現(xiàn)使得我們?cè)陂喿x和分析源代碼上就進(jìn)了一大步！

當(dāng)你精通匯編語(yǔ)言時(shí)！你看到的所有代碼都將是源代碼！

有人說(shuō)匯編語(yǔ)言相對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)依然晦澀難懂，但這其實(shí)并不是絕對(duì)的。曾記得中國(guó)第一代程序員的求伯君以及雷軍這些前輩們最早接觸的就是匯編語(yǔ)言，而且他們也都是用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序編寫的。就因?yàn)閰R編語(yǔ)言離機(jī)器語(yǔ)言太近了，所以大家都會(huì)有一種望而生畏的感覺(jué)。誠(chéng)然這些低級(jí)語(yǔ)言并沒(méi)有像我們使用的高級(jí)語(yǔ)言那樣更加符合自然語(yǔ)義和語(yǔ)法規(guī)則，但是它的優(yōu)點(diǎn)就是非常的直接和單純。當(dāng)你深入的應(yīng)用它時(shí)就會(huì)發(fā)現(xiàn)匯編其實(shí)并沒(méi)有那么的復(fù)雜。在一個(gè)程序的機(jī)器指令中，大部分的指令代碼所做的事情除了計(jì)算外就是將數(shù)據(jù)在寄存器與寄存器之間以及寄存器與內(nèi)存之間進(jìn)行移動(dòng)。在高級(jí)語(yǔ)言中我們可以定義非常個(gè)性化的變量以及無(wú)限制的變量，而在低級(jí)語(yǔ)言中我們則只能使用那幾個(gè)有限的寄存器來(lái)作為臨時(shí)變量，以及像訪問(wèn)數(shù)組那樣去訪問(wèn)內(nèi)存地址。

下面的一張圖可以看到實(shí)現(xiàn)一個(gè)累加功能代碼片段的機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言以及高級(jí)語(yǔ)言之間的差別：

看上面的代碼時(shí)也許你對(duì)高級(jí)語(yǔ)言所表達(dá)的意義一目了然，而對(duì)于匯編語(yǔ)言的表達(dá)也許仔細(xì)多讀幾遍就能了解其意義，而對(duì)于機(jī)器語(yǔ)言則可能是一頭霧水了。

說(shuō)了這么多，也許有人會(huì)問(wèn)匯編語(yǔ)言和我想要深入iOS系統(tǒng)底層有什么關(guān)系！

好問(wèn)題！ 答案就是iOS系統(tǒng)的封閉性，使得我們無(wú)法窺探到很多系統(tǒng)的底層實(shí)現(xiàn)， 并且當(dāng)我們被某種問(wèn)題或者某個(gè)實(shí)現(xiàn)原理所困擾卻不得其法時(shí)，就可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反編譯而得到匯編語(yǔ)言來(lái)了解和閱讀其實(shí)現(xiàn)原理；當(dāng)我們面臨突如其來(lái)的運(yùn)行時(shí)崩潰時(shí)，就可以通過(guò)閱讀匯編語(yǔ)言來(lái)了解其產(chǎn)生的原因；當(dāng)我們的crash并沒(méi)有上下文時(shí)，就可以通過(guò)匯編語(yǔ)言來(lái)定位和解決問(wèn)題；當(dāng)我們想解決某個(gè)問(wèn)題而想做動(dòng)態(tài)下發(fā)補(bǔ)丁時(shí)我們也可以借助匯編語(yǔ)言來(lái)完成；當(dāng)我們想在越獄的機(jī)器上hook住某些應(yīng)用時(shí)我們可以通過(guò)匯編語(yǔ)言來(lái)完成功能；當(dāng)我們想最大的優(yōu)化我們的系統(tǒng)以及某些關(guān)鍵部分的代碼的性能時(shí)我們可以借助匯編語(yǔ)言；當(dāng)我們想當(dāng)一個(gè)***時(shí)我們可以借助匯編語(yǔ)言...，我們能借助匯編語(yǔ)言做的事情實(shí)在是太多太多了。 現(xiàn)在的應(yīng)用編程語(yǔ)言都是越來(lái)越向高級(jí)語(yǔ)言發(fā)展，而呈現(xiàn)出簡(jiǎn)單化、智能化從而導(dǎo)致進(jìn)入的門檻越來(lái)越低。越高級(jí)的語(yǔ)言因?yàn)槠浞庋b性就越離底層實(shí)現(xiàn)原理越遠(yuǎn)，你所能窺探的東西就越少，因此低級(jí)語(yǔ)言還是非常具有頑強(qiáng)的生命力和存在必要性的。君不見(jiàn)iOS所開(kāi)源的runtime的源代碼里面關(guān)于objc_msgSend函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就是用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫的！這樣的目的就是讓這個(gè)函數(shù)的性能得到最大的優(yōu)化。

所以說(shuō)掌握和了解匯編語(yǔ)言知識(shí)不僅是進(jìn)入iOS系統(tǒng)底層并且也是進(jìn)入所有系統(tǒng)底層的一把鑰匙，當(dāng)你精通或者了解一些基礎(chǔ)的匯編語(yǔ)言知識(shí)和技巧時(shí)，你就打開(kāi)了通往一切都是源代碼的大門。值得一提的就是我并不打算詳細(xì)的去介紹關(guān)于匯編的一切，其實(shí)我們只要了解一些基礎(chǔ)的匯編知識(shí)就能非常方便的幫助我們解決很多的事情。

敬請(qǐng)期待下一篇：深入iOS系統(tǒng)底層之指令集介紹

作者按

一直想寫一些關(guān)于系統(tǒng)底層方面的知識(shí)點(diǎn)，并且醞釀了很久。后來(lái)也跟其他人交流，你為何不出一個(gè)系列呢？ 不必要一次性把所有的東西都寫完后才發(fā)表。我聽(tīng)說(shuō)后覺(jué)得非常的有道理，因此我想在這里分享一些介紹iOS系統(tǒng)底層的一系列文章。這是第一篇開(kāi)頭的引子，雖然自己的水平也很一般，但是想想自己還是有一些積累的，即使是有問(wèn)題或者是有錯(cuò)誤也可以發(fā)表出來(lái)供大家評(píng)論和指責(zé)嗎。最終的目的是大家共同進(jìn)步，只要達(dá)到了這一點(diǎn)我也就滿足了。后續(xù)的日子我將會(huì)爭(zhēng)取每周在這個(gè)系列中對(duì)iOS系統(tǒng)底層進(jìn)行一系列的展開(kāi)，先列出一個(gè)大概的綱要，當(dāng)然也許后續(xù)會(huì)有變化：

目錄
1.深入iOS系統(tǒng)底層之匯編語(yǔ)言
2.深入iOS系統(tǒng)底層之指令集介紹
3.深入iOS系統(tǒng)底層之XCODE對(duì)匯編的支持介紹
4.深入iOS系統(tǒng)底層之CPU寄存器介紹
5.深入iOS系統(tǒng)底層之機(jī)器指令介紹
6.深入iOS系統(tǒng)底層之賦值指令介紹
7.深入iOS系統(tǒng)底層之函數(shù)調(diào)用介紹
8.深入iOS系統(tǒng)底層之其他常用指令介紹
9.深入iOS系統(tǒng)底層之函數(shù)棧介紹
10.深入iOS系統(tǒng)底層之函數(shù)棧(二）介紹
11.深入iOS系統(tǒng)底層之不定參數(shù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)原理介紹
12.深入iOS系統(tǒng)底層之在高級(jí)語(yǔ)言中嵌入?yún)R編語(yǔ)言介紹
13.深入iOS系統(tǒng)底層之常見(jiàn)的匯編代碼片段介紹
14.深入iOS系統(tǒng)底層之OC中的各種屬性以及修飾的實(shí)現(xiàn)介紹
15.深入iOS系統(tǒng)底層之ABI介紹
16.深入iOS系統(tǒng)底層之編譯鏈接過(guò)程介紹
17.深入iOS系統(tǒng)底層之可執(zhí)行文件結(jié)構(gòu)介紹
18.深入iOS系統(tǒng)底層之MACH-O文件格式介紹
19.深入iOS系統(tǒng)底層之映像文件操作API介紹
20.深入iOS系統(tǒng)底層之知名load command結(jié)構(gòu)介紹
21.深入iOS系統(tǒng)底層之程序加載過(guò)程介紹
22.深入iOS系統(tǒng)底層之靜態(tài)庫(kù)介紹
23.深入iOS系統(tǒng)底層之動(dòng)態(tài)庫(kù)介紹
24.深入iOS系統(tǒng)底層之framework介紹
25.深入iOS系統(tǒng)底層之基地址介紹
26.深入iOS系統(tǒng)底層之模塊內(nèi)函數(shù)調(diào)用介紹
27.深入iOS系統(tǒng)底層之模塊間函數(shù)調(diào)用介紹
28.深入iOS系統(tǒng)底層之機(jī)器指令動(dòng)態(tài)構(gòu)造介紹
29.深入iOS系統(tǒng)底層之crash問(wèn)題解決方法
30.深入iOS系統(tǒng)底層之無(wú)上下文crash解決方法
31.深入iOS系統(tǒng)底層之常用工具和命令的實(shí)現(xiàn)原理介紹
32.深入iOS系統(tǒng)底層之真實(shí)的OC類內(nèi)存結(jié)構(gòu)介紹

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