二进制重排 Page Fault

二进制重排是在链接阶段对即将生成的可执行文件进行重新排列,减少page fault次数,提升APP启动速度。

原理

进程如果能直接访问物理内存无疑是很不安全的,所以操作系统在物理内存上又建立了一层虚拟内存。为了提高效率和方便管理,又对虚拟内存和物理内存进行了分页(Page)。当进程访问一个虚拟内存Page而对应的物理内存又不存在时,会触发一次缺页中断(Page Fault),阻塞当前进程。

线上商店下载的App在Page Fault时还会进行签名,所以一次Page Fault的耗时会更多。

编译器在生成二进制代码的时候,默认按照链接的Object File(.o)顺序写文件,按照Object File内部的函数顺序写函数。

假设我们只有两个page:page1/page2,其中method1在page1,method3在page2,启动时候需要调用这两个method,系统必须进行两次Page Fault。

但如果我们把method1和method3排布在一起,尽可能都在page1,那么只需要一个Page Fault即可,这就是二进制文件重排的核心原理。

核心问题

为了完成重排,有以下几个问题要解决:

  • 重排效果怎么样 - 获取启动阶段的page fault次数

  • 重排成功了没 - 拿到当前二进制的函数布局

  • 如何重排 - 让链接器按照指定顺序生成Mach-O

  • 重排的内容 - 获取启动时候用到的函数

System Trace工具

1、command+I

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2、选择System Trace

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3、点击一下,第一个页面出现后,再点击一下

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4、搜索Main Thread

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5、选择Main Thread、选择Virtual Memory。File Backed Page in 就是PageFault

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order_file

1、order file文件用于存放方法的调用顺序,如下图

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2、Build Settings中搜索order file

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load方法的执行顺序

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生成LinkMap文件

  • Build Settings 中搜索 link map,No改为Yes,然后Command+B,build一下,就会生成LinkMap文件

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打开LinkMap文件

  • Address: 函数真实实现的地址(汇编代码的地址)(代码的地址)
  • Size:函数的大小,写的代码的多与少
  • File:所在文件
  • Name: 方法名
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  • 0x0000000100d30000(ASLR)+00004848(偏移) = 0x100d34848

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  • +[ViewController load]方法里面打断点,看到的地址和0x0000000100d30000(ASLR)+00004848(偏移) = 0x100d34848相等,dis -s 0x100d34848查看汇编代码

  • 0x100d348480x100d3484c0x100d34850,这些是代码的地址

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添加dyz.order文件

  • 在项目的根目录创建一个.order文件,写入如下代码

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  • Build Settings中搜索order file,添加dyz.order文件的地址(./dyz.order或者${SRCROOT}/dyz.order)

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  • command + shift + k清空一下缓存,command+B编译一下

再次冷启动APP看看启动时间变少了!

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