Swift汇编 全局变量、类属性

闲话少叙,直入主题。
看代码:

var num1 = 10
var num2 = 11
var num3 = 12

定义3个全局变量,然后断点跟上。看汇编:

图一

可以看到是将数据分别写入到3个内存中,计算内存地址分别为0x1000080000x1000080080x100008010,可以看到他们是一块连续的地址。

此时我们将上述代码稍微变化一下,加入类属性。代码如下:

var num1 = 10
class Person {
    static var age = 1
}
Person.age = 11
var num3 = 12

此时同样断点看汇编。


图二

可以看到第5行和第19行处分别是将10以及12赋值给对应的内存,结合代码可以直到就是分别给num1num3赋值。

再看向第15行处,此时应该是给Person.age赋值,也就是rax中存放的就是对应的内存地址, 那么我们在此处断点,然后获取rax中的地址:

(lldb) register read rax
     rax = 0x000000010000c470  SwiftStudy`static SwiftStudy.Person.age : Swift.Int

同时我们也可以很直观的获取到num1的地址值为0x10000C468num3的地址值为0x10000C478。可以看到这三个地址仍然是一段连续的内存地址。与上面的三个变量相比从内存角度看其实没有什么区别,而将num2作为一个类属性其本质仍然还是全局变量,只是多了一些权限访问操作,其也只是与当前的类相关。
那么问题也随之产生,既然类型属性也是一个全局变量那么其赋值操作与普通的全局变量相比却也有那么一些区别。
其实存储类型属性其默认是以lazy修饰的,因此在第一次访问的时候会对其进行初始化。接下来我们还是通过汇编分析。
同样断点在赋值的地方,也就是汇编的第6行处。进入看起汇编:

图三

这里我们直接看第14行,可以看到注释为symbol stub for: swift_once,此时我们就想到了OC中的 gcddispatch_once,而dispatch_once我们常用作单例的初始化,其就是为了确保对象仅实例化一次。当然这都是我们的猜测,至于这两者是否相关我们仍然需要通过汇编的代码来看其内部的实现。
接下来我们断点在swift_once处,一直进入,直到进入到dyld_stub_binder
图四

然后在最后面的jumq处断点直接跳过之前的所有指令然后再进入到对应的汇编处。
图五

此时就进入到了swift_once的内部实现处,可以看到第11行调用的就是dispatch_once_f。从而就验证了我们上面的猜想swift_once的本质就是dispatch_once_f。那么类对象的属性也是只初始化一次。但是我们怎么证明现在就是在gcd中取初始化Person.age的?
了解OC的同学知道dispatch_once其参数时一个函数,也就是如果调用那么就需要将函数作为一个参数传入。伪代码如下:

dispatch_once({
    Person.age = 1
})

那么我们回头看图三,在调用swift_once的时候会有传参,而在callq指令之前分别有两个寄存器rsirdi,那么其实我们这里基本可以确定就是通过这两个寄存器传参的,同时我们可以通过右边的注释大概确定rsi中存放的应该就是函数的地址,我们断点在callq指令处,同时也断点在类对象存储属性的初始化赋值的地方(主要为了方便后续的对比),打印rsi中的地址

(lldb) register read rsi
     rsi = 0x0000000100002270  SwiftStudy`one-time initialization function for age at main.swift

打印后我们直接过掉该断点,此时会进入到初始化赋值的汇编代码(为了方便这里的分析,在之前我将初始化赋值改为了1)

image.png

可以看到函数的地址就是0x100002270,与前面 rsi中存放的内存地址一直,那么也就确认了赋值操作就是在gcddisaptch_once中完成的

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