Об'єкти в пам'яті

Reading time: 7 minutes

CFRuntimeClass

CF* об'єкти походять з CoreFoundation, який надає більше 50 класів об'єктів, таких як CFString, CFNumber або CFAllocator.

Усі ці класи є екземплярами класу CFRuntimeClass, який при виклику повертає індекс до __CFRuntimeClassTable. CFRuntimeClass визначено в CFRuntime.h:

// Some comments were added to the original code

enum { // Version field constants
_kCFRuntimeScannedObject =     (1UL << 0),
_kCFRuntimeResourcefulObject = (1UL << 2),  // tells CFRuntime to make use of the reclaim field
_kCFRuntimeCustomRefCount =    (1UL << 3),  // tells CFRuntime to make use of the refcount field
_kCFRuntimeRequiresAlignment = (1UL << 4),  // tells CFRuntime to make use of the requiredAlignment field
};

typedef struct __CFRuntimeClass {
CFIndex version;  // This is made a bitwise OR with the relevant previous flags

const char *className; // must be a pure ASCII string, nul-terminated
void (*init)(CFTypeRef cf);  // Initializer function
CFTypeRef (*copy)(CFAllocatorRef allocator, CFTypeRef cf); // Copy function, taking CFAllocatorRef and CFTypeRef to copy
void (*finalize)(CFTypeRef cf); // Finalizer function
Boolean (*equal)(CFTypeRef cf1, CFTypeRef cf2); // Function to be called by CFEqual()
CFHashCode (*hash)(CFTypeRef cf); // Function to be called by CFHash()
CFStringRef (*copyFormattingDesc)(CFTypeRef cf, CFDictionaryRef formatOptions); // Provides a CFStringRef with a textual description of the object// return str with retain
CFStringRef (*copyDebugDesc)(CFTypeRef cf);	// CFStringRed with textual description of the object for CFCopyDescription

#define CF_RECLAIM_AVAILABLE 1
void (*reclaim)(CFTypeRef cf); // Or in _kCFRuntimeResourcefulObject in the .version to indicate this field should be used
// It not null, it's called when the last reference to the object is released

#define CF_REFCOUNT_AVAILABLE 1
// If not null, the following is called when incrementing or decrementing reference count
uint32_t (*refcount)(intptr_t op, CFTypeRef cf); // Or in _kCFRuntimeCustomRefCount in the .version to indicate this field should be used
// this field must be non-NULL when _kCFRuntimeCustomRefCount is in the .version field
// - if the callback is passed 1 in 'op' it should increment the 'cf's reference count and return 0
// - if the callback is passed 0 in 'op' it should return the 'cf's reference count, up to 32 bits
// - if the callback is passed -1 in 'op' it should decrement the 'cf's reference count; if it is now zero, 'cf' should be cleaned up and deallocated (the finalize callback above will NOT be called unless the process is running under GC, and CF does not deallocate the memory for you; if running under GC, finalize should do the object tear-down and free the object memory); then return 0
// remember to use saturation arithmetic logic and stop incrementing and decrementing when the ref count hits UINT32_MAX, or you will have a security bug
// remember that reference count incrementing/decrementing must be done thread-safely/atomically
// objects should be created/initialized with a custom ref-count of 1 by the class creation functions
// do not attempt to use any bits within the CFRuntimeBase for your reference count; store that in some additional field in your CF object

#pragma GCC diagnostic push
#pragma GCC diagnostic ignored "-Wmissing-field-initializers"
#define CF_REQUIRED_ALIGNMENT_AVAILABLE 1
// If not 0, allocation of object must be on this boundary
uintptr_t requiredAlignment; // Or in _kCFRuntimeRequiresAlignment in the .version field to indicate this field should be used; the allocator to _CFRuntimeCreateInstance() will be ignored in this case; if this is less than the minimum alignment the system supports, you'll get higher alignment; if this is not an alignment the system supports (e.g., most systems will only support powers of two, or if it is too high), the result (consequences) will be up to CF or the system to decide

} CFRuntimeClass;

Objective-C

Використовувані секції пам'яті

Більшість даних, що використовуються середовищем виконання ObjectiveC, змінюватимуться під час виконання, тому воно використовує деякі секції з сегмента __DATA в пам'яті:

• __objc_msgrefs (message_ref_t): Посилання на повідомлення
• __objc_ivar (ivar): Змінні екземпляра
• __objc_data (...): Змінні дані
• __objc_classrefs (Class): Посилання на класи
• __objc_superrefs (Class): Посилання на суперкласи
• __objc_protorefs (protocol_t *): Посилання на протоколи
• __objc_selrefs (SEL): Посилання на селектори
• __objc_const (...): Дані класу r/o та інші (надіємось) постійні дані
• __objc_imageinfo (version, flags): Використовується під час завантаження зображення: Версія наразі 0; Прапори вказують на підтримку попередньо оптимізованого GC тощо.
• __objc_protolist (protocol_t *): Список протоколів
• __objc_nlcatlist (category_t): Вказівник на не-ліниві категорії, визначені в цьому бінарному файлі
• __objc_catlist (category_t): Вказівник на категорії, визначені в цьому бінарному файлі
• __objc_nlclslist (classref_t): Вказівник на не-ліниві класи Objective-C, визначені в цьому бінарному файлі
• __objc_classlist (classref_t): Вказівники на всі класи Objective-C, визначені в цьому бінарному файлі

Воно також використовує кілька секцій у сегменті __TEXT для зберігання постійних значень, якщо запис у цій секції неможливий:

• __objc_methname (C-String): Імена методів
• __objc_classname (C-String): Імена класів
• __objc_methtype (C-String): Типи методів

Кодування типів

Objective-C використовує деяке манглювання для кодування селекторів і типів змінних простих і складних типів:

• Примітивні типи використовують першу літеру типу i для int, c для char, l для long... і використовують велику літеру, якщо це беззнаковий тип (L для unsigned Long).
• Інші типи даних, літери яких використовуються або є спеціальними, використовують інші літери або символи, такі як q для long long, b для bitfields, B для booleans, # для classes, @ для id, * для char pointers, ^ для загальних pointers і ? для undefined.
• Масиви, структури та об'єднання використовують [, { і (

Приклад оголошення методу

- (NSString *)processString:(id)input withOptions:(char *)options andError:(id)error;

Селектор буде processString:withOptions:andError:

Кодування типів

• id кодується як @
• char * кодується як *

Повне кодування типу для методу:

@24@0:8@16*20^@24

Детальний аналіз

1. Тип повернення (NSString *): Закодовано як @ з довжиною 24
2. self (екземпляр об'єкта): Закодовано як @, на зсуві 0
3. _cmd (селектор): Закодовано як :, на зсуві 8
4. Перший аргумент (char * input): Закодовано як *, на зсуві 16
5. Другий аргумент (NSDictionary * options): Закодовано як @, на зсуві 20
6. Третій аргумент (NSError ** error): Закодовано як ^@, на зсуві 24

З селектором + кодуванням ви можете відтворити метод.

Класи

Класи в Objective-C - це структура з властивостями, вказівниками на методи... Можна знайти структуру objc_class у джерелі коду:

struct objc_class : objc_object {
// Class ISA;
Class superclass;
cache_t cache;             // formerly cache pointer and vtable
class_data_bits_t bits;    // class_rw_t * plus custom rr/alloc flags

class_rw_t *data() {
return bits.data();
}
void setData(class_rw_t *newData) {
bits.setData(newData);
}

void setInfo(uint32_t set) {
assert(isFuture()  ||  isRealized());
data()->setFlags(set);
}
[...]

Цей клас використовує деякі біти поля isa, щоб вказати певну інформацію про клас.

Потім структура має вказівник на структуру class_ro_t, що зберігається на диску, яка містить атрибути класу, такі як його ім'я, базові методи, властивості та змінні екземпляра.
Під час виконання програми використовується додаткова структура class_rw_t, що містить вказівники, які можуть бути змінені, такі як методи, протоколи, властивості...