objc反汇编分析__strong和__weak
2024-10-03 01:42:02
如题所说反汇编看__strong和__weak的真实样子，代码列举自然多，篇幅长不利于阅读，我就先搬出结论，后面是分析。
在ＮＯＮ－ＡＲＣ环境，__strong和__weak不起作用。相反在ARC环境中会自动生成许多代码，__strong和__weak将生成指针引用这样的C++类，它们会在离开生命周期作用的范围（可以推广到作为实例的成员的情况）之前析构。而ARC中指针默认带__strong属性，也就是__strong完成了auto reference count。它们的伪代码如下：
template<typename _Tptr>
struct __weak
{
_Tptr p;
~__weak()
{
destoryWeak(&p);
}
__weak()
{
p = initWeak(&p, nil);
}
__weak(id newObj)
{
p = initWeak(&p, newObj);
}
__weak(__strong<_Tptr>& other)
{
p = storeWeak(&p, *other);
}
void operator= (__strong<_Tptr>& other)
{
p = storeWeak(&p, *other);
}
void operator= (__weak<_Tptr>& other)
{
id newObj = *other;
p = storeWeak(&p, newObj);
[newObj release];
}
id operator*()
{
return loadWeakRetained(&p);
}
}; template<typename _Tptr>
struct __strong
{
_Tptr p;
~__strong()
{
storeStrong(&p, nil);
}
__strong()
{
p = nil;
}
__strong(id newObj)
{
p = [newObj retain];
}
__strong(__strong<_Tptr>& other)
{
storeStrong(&p, *other);
}
void operator= (__strong<_Tptr>& other)
{
storeStrong(&p, *other);
}
void operator= (__weak<_Tptr>& other)
{
id newObj = *other;
storeStrong(&p, newObj);
[newObj release];
}
id operator* ()
{
return (id)p;
}
}; template<typename _Tptr>
id msgSend(__strong<_Tptr>& strong, SEL sel, ...)
{
return msgSend(*strong, sel, ...);
} template<typename _Tptr>
id msgSend(__weak<_Tptr>& weak, SEL sel, ...)
{
id receiver = *weak;
id res = msgSend(*weak, sel, ...);
[receiver release];
return res;
} void storeStrong(id* loc, id newObj)
{
[*loc release];
*loc = [newObj retain];
}
下面就是分析，代码和汇编代码列举，对比。
我们先请出我们的嘉宾，还是a,b,c。
a 是全局大爷，无视ＨＰ值，与程序一样长寿。
b 是tagged幽灵，它真切地像对象一样反应，而当你想真实看清它指向的那块地却找不到影，但它又像真的存在。
c 是临记，在堆中芸芸众生之一，在戏份过后，就会因为ＨＰ消耗而领便当。
我们为它们分别安排带__strong的sa,sb,sc，以及__weak的wa,wb,wc。
它们之间通过相互赋值，赋不同的值，抑或它们调用引用，它们倾情上演__strong&__weak，not Tom & Jerry，敬请大家期待，现在隆重开场。
先来看定义，想一想整个运作过程：
-(void)testNSString2
{
NSString* a = @"abc";
NSString* b = [NSString stringWithUTF8String:"abc"];
NSString* c = [@"ab" stringByAppendingString:@"c"];
__strong id sa = a;
__strong id sb = b;
__strong id sc = c;
__weak id wa = a;
__weak id wb = sb;
__weak id wc = c;
sc = wc;
wc = sb;
[wc isEqualToString:sc];
}
下面开始反汇编对比。在NＯＮ－ＡＲＣ环境中，objc指针和普通c指针一样进行起无差别格斗，指针你来我往直接赋值指向，__strong和__weak不起作用。
0x1060580d0 <+>: pushq %rbp
0x1060580d1 <+>: movq %rsp, %rbp
0x1060580d4 <+>: subq $0x70, %rsp
0x1060580d8 <+>: leaq 0x1d90(%rip), %rdx ; "abc"
0x1060580df <+>: leaq 0x1fda(%rip), %rax ; @"abc"
0x1060580e6 <+>: movq %rdi, -0x8(%rbp)
0x1060580ea <+>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
-> 0x1060580ee <+>: movq %rax, -0x18(%rbp)
0x1060580f2 <+>: movq 0x2e77(%rip), %rax ; (void *)0x000000010636eb20: NSString
0x1060580f9 <+>: movq 0x2de8(%rip), %rsi ; "stringWithUTF8String:"
0x106058100 <+>: movq %rax, %rdi
0x106058103 <+>: callq 0x106058a08 ; symbol stub for: objc_msgSend
0x106058108 <+>: leaq 0x1fd1(%rip), %rdx ; @"ab"
0x10605810f <+>: leaq 0x1fea(%rip), %rsi ; @"'c'"
0x106058116 <+>: movq %rax, -0x20(%rbp)
0x10605811a <+>: movq 0x2dcf(%rip), %rax ; "stringByAppendingString:"
0x106058121 <+>: movq %rdx, %rdi
0x106058124 <+>: movq %rsi, -0x60(%rbp)
0x106058128 <+>: movq %rax, %rsi
0x10605812b <+>: movq -0x60(%rbp), %rdx
0x10605812f <+>: callq 0x106058a08 ; symbol stub for: objc_msgSend
0x106058134 <+>: movq %rax, -0x28(%rbp)
0x106058138 <+>: movq -0x18(%rbp), %rax
0x10605813c <+>: movq %rax, -0x30(%rbp)
0x106058140 <+>: movq -0x20(%rbp), %rax
0x106058144 <+>: movq %rax, -0x38(%rbp)
0x106058148 <+>: movq -0x28(%rbp), %rax
0x10605814c <+>: movq %rax, -0x40(%rbp)
0x106058150 <+>: movq -0x18(%rbp), %rax
0x106058154 <+>: movq %rax, -0x48(%rbp)
0x106058158 <+>: movq -0x38(%rbp), %rax
0x10605815c <+>: movq %rax, -0x50(%rbp)
0x106058160 <+>: movq -0x28(%rbp), %rax
0x106058164 <+>: movq %rax, -0x58(%rbp)
0x106058168 <+>: movq -0x58(%rbp), %rax
0x10605816c <+>: movq %rax, -0x40(%rbp)
0x106058170 <+>: movq -0x38(%rbp), %rax
0x106058174 <+>: movq %rax, -0x58(%rbp)
0x106058178 <+>: movq -0x58(%rbp), %rdi
0x10605817c <+>: movq -0x40(%rbp), %rax
0x106058180 <+>: movq 0x2d81(%rip), %rsi ; "isEqualToString:"
0x106058187 <+>: movq %rax, %rdx
0x10605818a <+>: callq 0x106058a08 ; symbol stub for: objc_msgSend
0x10605818f <+>: movb %al, -0x61(%rbp)
0x106058192 <+>: addq $0x70, %rsp
0x106058196 <+>: popq %rbp
0x106058197 <+>: retq
接着分析另一种环境。
在ＡＲＣ环境中，战斗全面升级，各种华丽招式层出不穷，拳来脚往眼花獠乱。
先来看a,b,c。虽然它们没有表明它们是__strong部落，还是__weak联盟，但从它们扭着大pp的步姿，就知道它们骨子里透着__strong的味道。初始值时都加了一招objc_retain。还有一招objc_retainAutoreleaseReturnValue，就如其名对autorelease过的返回值retain。
恭喜你发现了__strong<NSString*> a, b, c！！！
NSString* a = @"abc";
NSString* b = [NSString stringWithUTF8String:"abc"];
NSString* c = [@"ab" stringByAppendingString:@"c"];
-> 0x103658933 <+>: leaq 0x27e6(%rip), %rdi ; @"abc"
0x10365893a <+>: movq 0x26f7(%rip), %rsi ; (void *)0x0000000103b6cd00: objc_retain
0x103658941 <+>: movq %rsi, -0x80(%rbp)
0x103658945 <+>: callq *%rsi
0x103658947 <+>: movq %rax, -0x18(%rbp) ; // NSString* a = @"abc";
0x10365894b <+>: movq 0x3656(%rip), %rdi ; (void *)0x0000000103970b20: NSString
0x103658952 <+>: movq 0x35c7(%rip), %rsi ; "stringWithUTF8String:"
0x103658959 <+>: leaq 0x2507(%rip), %rdx ; "abc"
0x103658960 <+>: movq 0x26c1(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6f800: objc_msgSend
0x103658967 <+>: movq %rax, -0x88(%rbp)
0x10365896e <+>: callq *%rax
0x103658970 <+>: movq %rax, %rdi
0x103658973 <+>: callq 0x103659896 ; symbol stub for: objc_retainAutoreleasedReturnValue
0x103658978 <+>: movq %rax, -0x20(%rbp) ; // NSString* b = [NSString stringWithUTF8String:"abc"];
0x10365897c <+>: movq 0x35a5(%rip), %rsi ; "stringByAppendingString:"
0x103658983 <+>: leaq 0x27b6(%rip), %rdi ; @"ab"
0x10365898a <+>: leaq 0x27cf(%rip), %rdx ; @"'c'"
0x103658991 <+>: movq -0x88(%rbp), %rax
0x103658998 <+>: callq *%rax
0x10365899a <+>: movq %rax, %rdi
0x10365899d <+>: callq 0x103659896 ; symbol stub for: objc_retainAutoreleasedReturnValue
0x1036589a2 <+>: movq %rax, -0x28(%rbp) ; // NSString* c = [@"ab" stringByAppendingString:@"c"];
毫无悬念__strong三人组sa,sb,sc，在初始值也都使出了objc_retain。
__strong id sa = a;
__strong id sb = b;
__strong id sc = c;
0x1036589a6 <+>: movq -0x18(%rbp), %rdi
0x1036589aa <+>: movq -0x80(%rbp), %rax
0x1036589ae <+>: callq *%rax ; objc_retain
0x1036589b0 <+>: movq %rax, -0x30(%rbp) ; // __strong id sa = a;
0x1036589b4 <+>: movq -0x20(%rbp), %rdi
0x1036589b8 <+>: movq -0x80(%rbp), %rax
0x1036589bc <+>: callq *%rax
0x1036589be <+>: movq %rax, -0x38(%rbp) ; // __strong id sb = b;
0x1036589c2 <+>: movq -0x28(%rbp), %rdi
0x1036589c6 <+>: movq -0x80(%rbp), %rax
0x1036589ca <+>: callq *%rax
0x1036589cc <+>: movq %rax, -0x40(%rbp) ; // __strong id sc = c;
同是__strong阵营的a,b,c和sa,sb,sc，它们交手赋值，它们使出了objc_storeStrong。在它们掌心和掌心对上的那一刻，a已经将旧时的它release掉，同时用写轮眼retain了sa。
a = sa;
b = sb;
c = sc;
0x1036589d0 <+>: movq -0x30(%rbp), %rsi
0x1036589d4 <+>: leaq -0x18(%rbp), %rdi
0x1036589d8 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x1036589dd <+>: movq -0x38(%rbp), %rsi
0x1036589e1 <+>: leaq -0x20(%rbp), %rdi
0x1036589e5 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x1036589ea <+>: movq -0x40(%rbp), %rsi
0x1036589ee <+>: leaq -0x28(%rbp), %rdi
0x1036589f2 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
不好，__strong遭遇上__weak! __weak的wa,wb,wc纷纷要上标记使出了objc_initWeak。它们伪装成了a,sb,c。就是说它们存储的地址一样，*(int64*)&a == *(int64*)&wa，但是它们的引用操作却不一样。
__weak id wa = a;
__weak id wb = sb;
__weak id wc = c;
0x1036589f7 <+>: movq -0x18(%rbp), %rsi
0x1036589fb <+>: leaq -0x48(%rbp), %rdi
0x1036589ff <+>: callq 0x103659866 ; symbol stub for: objc_initWeak
0x103658a04 <+>: movq -0x38(%rbp), %rsi
0x103658a08 <+>: leaq -0x50(%rbp), %rdi
0x103658a0c <+>: movq %rax, -0x90(%rbp)
0x103658a13 <+>: callq 0x103659866 ; symbol stub for: objc_initWeak
0x103658a18 <+>: movq -0x28(%rbp), %rsi
0x103658a1c <+>: leaq -0x58(%rbp), %rdx
0x103658a20 <+>: movq %rdx, %rdi
0x103658a23 <+>: movq %rax, -0x98(%rbp)
0x103658a2a <+>: movq %rdx, -0xa0(%rbp)
0x103658a31 <+>: callq 0x103659866 ; symbol stub for: objc_initWeak
不要转台不要收快递交水费，__strong还招啦。__strong的sc对__weak的wc不可以直接使出retain，而必须让__weak先使用objc_loadWeakRetained。得手后的sc马上objc_release旧型态，才能对wc伪装的实体进行retain。
相反__weak的wc对__strong的sb出手则可以直接使出一招objc_storeWeak，然后伪装成了sb。
sc = wc;
wc = sb;
0x103658a36 <+>: movq -0xa0(%rbp), %rdi
0x103658a3d <+>: movq %rax, -0xa8(%rbp)
0x103658a44 <+>: callq 0x10365986c ; symbol stub for: objc_loadWeakRetained
0x103658a49 <+>: movq -0x40(%rbp), %rdi
0x103658a4d <+>: movq %rax, -0x40(%rbp)
0x103658a51 <+>: movq 0x25d8(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6cd70: objc_release
0x103658a58 <+>: callq *%rax
0x103658a5a <+>: movq -0x38(%rbp), %rsi
0x103658a5e <+>: movq -0xa0(%rbp), %rdi
0x103658a65 <+>: callq 0x1036598a8 ; symbol stub for: objc_storeWeak
wc要用它刚获得到的新伪装型态，对sc还招，wc要使用sb的技能-isEqualToString:，终究变化系不能直接使出强化系，必须通过objc_loadWeakRetained转系，然后大喝一声，使出了崩天塌地的一招-isEqualToString:，一掌拍向sc。
sc施展出凌波微步，想避开wc，但还是中了掌， wc返回了YES。最后wc还要用objc_release收功散气，脱离sb型态。
[wc isEqualToString:sc];
0x103658a6a <+>: movq -0xa0(%rbp), %rdi
0x103658a71 <+>: movq %rax, -0xb0(%rbp)
0x103658a78 <+>: callq 0x10365986c ; symbol stub for: objc_loadWeakRetained
0x103658a7d <+>: movq %rax, %rdx
0x103658a80 <+>: movq -0x40(%rbp), %rsi
0x103658a84 <+>: movq 0x34b5(%rip), %rdi ; "isEqualToString:"
0x103658a8b <+>: movq %rdi, -0xb8(%rbp)
0x103658a92 <+>: movq %rax, %rdi
0x103658a95 <+>: movq -0xb8(%rbp), %rax
0x103658a9c <+>: movq %rsi, -0xc0(%rbp)
0x103658aa3 <+>: movq %rax, %rsi
0x103658aa6 <+>: movq -0xc0(%rbp), %rcx
0x103658aad <+>: movq %rdx, -0xc8(%rbp)
0x103658ab4 <+>: movq %rcx, %rdx
0x103658ab7 <+>: movq -0x88(%rbp), %r8
0x103658abe <+>: callq *%r8
0x103658ac1 <+>: movb %al, -0xc9(%rbp)
0x103658ac7 <+>: jmp 0x103658acc ; <+428> at ViewController.m:100
0x103658acc <+>: movq 0x255d(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6cd70: objc_release
0x103658ad3 <+>: movq -0xc8(%rbp), %rdi
0x103658ada <+>: callq *%rax
对于没有autorelease过的objc对象，__strong是不会使出objc_retain，
__strong NSString* sx = [[NSString alloc] initWithString:@"abc"];
0x103658adc <+>: movq 0x34c5(%rip), %rdi ; (void *)0x0000000103970b20: NSString
0x103658ae3 <+>: movq 0x345e(%rip), %rsi ; "alloc"
0x103658aea <+>: movq 0x2537(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6f800: objc_msgSend
0x103658af1 <+>: callq *%rax
0x103658af3 <+>: movq %rax, -0xd8(%rbp)
0x103658afa <+>: jmp 0x103658aff ; <+479> at ViewController.m:102
0x103658aff <+>: movq 0x344a(%rip), %rsi ; "initWithString:"
0x103658b06 <+>: leaq 0x2613(%rip), %rdx ; @"abc"
0x103658b0d <+>: movq 0x2514(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6f800: objc_msgSend
0x103658b14 <+>: movq -0xd8(%rbp), %rdi
0x103658b1b <+>: callq *%rax
0x103658b1d <+>: movq %rax, -0xe0(%rbp)
0x103658b24 <+>: jmp 0x103658b29 ; <+521> at ViewController.m:102
0x103658b29 <+>: movq -0xe0(%rbp), %rax
0x103658b30 <+>: movq %rax, -0x70(%rbp)
NSString* x = [[NSString alloc] initWithString:@"abc"];
0x103658b34 <+>: movq 0x346d(%rip), %rdi ; (void *)0x0000000103970b20: NSString
0x103658b3b <+>: movq 0x3406(%rip), %rsi ; "alloc"
0x103658b42 <+>: movq 0x24df(%rip), %rcx ; (void *)0x0000000103b6f800: objc_msgSend
0x103658b49 <+>: callq *%rcx
0x103658b4b <+>: movq %rax, -0xe8(%rbp)
0x103658b52 <+>: jmp 0x103658b57 ; <+567> at ViewController.m:103
0x103658b57 <+>: movq 0x33f2(%rip), %rsi ; "initWithString:"
0x103658b5e <+>: leaq 0x25bb(%rip), %rdx ; @"abc"
0x103658b65 <+>: movq 0x24bc(%rip), %rax ; (void *)0x0000000103b6f800: objc_msgSend
0x103658b6c <+>: movq -0xe8(%rbp), %rdi
0x103658b73 <+>: callq *%rax
0x103658b75 <+>: movq %rax, -0xf0(%rbp)
0x103658b7c <+>: jmp 0x103658b81 ; <+609> at ViewController.m:103
0x103658b89 <+>: movq -0xf0(%rbp), %rdx
0x103658b90 <+>: movq %rdx, -0x78(%rbp)
在谢幕时，它们离开作用范围，（它们是__strong<Tptr>和__weak<Tptr>，而不是它们指向的实例对象。）它们作为c++对象析构了。析构请参看上面我给出的伪代码。
pointers destructures
0x103658b81 <+>: xorl %eax, %eax
0x103658b83 <+>: movl %eax, %esi
0x103658b85 <+>: leaq -0x78(%rbp), %rcx 0x103658b94 <+>: movq %rcx, %rdi
0x103658b97 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658b9c <+>: xorl %eax, %eax
0x103658b9e <+>: movl %eax, %esi
0x103658ba0 <+>: leaq -0x70(%rbp), %rcx
0x103658ba4 <+>: movq %rcx, %rdi
0x103658ba7 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658bac <+>: leaq -0x58(%rbp), %rdi
0x103658bb0 <+>: callq 0x103659860 ; symbol stub for: objc_destroyWeak
0x103658bb5 <+>: leaq -0x50(%rbp), %rdi
0x103658bb9 <+>: callq 0x103659860 ; symbol stub for: objc_destroyWeak
0x103658bbe <+>: leaq -0x48(%rbp), %rdi
0x103658bc2 <+>: callq 0x103659860 ; symbol stub for: objc_destroyWeak
0x103658bc7 <+>: leaq -0x40(%rbp), %rdi
0x103658bcb <+>: xorl %eax, %eax
0x103658bcd <+>: movl %eax, %esi
0x103658bcf <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658bd4 <+>: leaq -0x38(%rbp), %rdi
0x103658bd8 <+>: xorl %eax, %eax
0x103658bda <+>: movl %eax, %esi
0x103658bdc <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658be1 <+>: leaq -0x30(%rbp), %rdi
0x103658be5 <+>: xorl %eax, %eax
0x103658be7 <+>: movl %eax, %esi
0x103658be9 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658bee <+>: xorl %eax, %eax
0x103658bf0 <+>: movl %eax, %esi
0x103658bf2 <+>: leaq -0x28(%rbp), %rcx
0x103658bf6 <+>: movq %rcx, %rdi
0x103658bf9 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658bfe <+>: xorl %eax, %eax
0x103658c00 <+>: movl %eax, %esi
0x103658c02 <+>: leaq -0x20(%rbp), %rcx
0x103658c06 <+>: movq %rcx, %rdi
0x103658c09 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658c0e <+>: xorl %eax, %eax
0x103658c10 <+>: movl %eax, %esi
0x103658c12 <+>: leaq -0x18(%rbp), %rcx
0x103658c16 <+>: movq %rcx, %rdi
0x103658c19 <+>: callq 0x1036598a2 ; symbol stub for: objc_storeStrong
0x103658c1e <+>: addq $0xf0, %rsp
0x103658c25 <+>: popq %rbp
0x103658c26 <+>: retq
花絮送出__weak和__weak的NG片段，wb被逼使用objc_loadWeakRetained，wa才能对其真身使出objc_storeWeak，然后wb使用objc_release结束真身型态。__weak作为operator=的操作数或msgSend的接收者时，都必须进行loadWeakRetained，结束之时马上release。
wa = wb;
0x10c47bb51 <+>: leaq -0x50(%rbp), %rdi
0x10c47bb60 <+>: callq 0x10c47c86c ; symbol stub for: objc_loadWeakRetained
0x10c47bb65 <+>: leaq -0x48(%rbp), %rdi
0x10c47bb69 <+>: movq %rax, %rsi
0x10c47bb6c <+>: movq %rax, -0xf8(%rbp)
0x10c47bb73 <+>: callq 0x10c47c8a8 ; symbol stub for: objc_storeWeak
0x10c47bb78 <+>: movq -0xf8(%rbp), %rdi
0x10c47bb7f <+>: movq %rax, -0x100(%rbp)
0x10c47bb86 <+>: callq 0x10c47c87e ; symbol stub for: objc_release
最后多谢大家观看本期节目，希望看得开心无聊得欢乐，多谢收看。
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