对Link Map File的初步认识

什么是Link Map File

Link Map File中文直译为链接映射文件，它是在Xcode生成可执行文件的同时生成的链接信息文件，用于描述可执行文件的构造部分，包括了代码段和数据段的分布情况。Xcode在生成可执行文件的时候默认情况下不生成该文件，需要开发者手动设置Target --> Build Setting --> Write Link Map File为YES：

这里还可以设置Link Map存放的位置，默认的位置为：

$(TARGET_TEMP_DIR)/$(PRODUCT_NAME)-LinkMap-$(CURRENT_VARIANT)-$(CURRENT_ARCH).txt

例如：

/Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Intermediates.noindex/LinkMapTest.build/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.build/LinkMapTest-LinkMap-normal-x86_64.txt

开发者也可以根据自己的需要自行设置该文件的位置。

Link Map File的组成

打开Link Map File，里面包含了以下几个部分：

1. Path

# Path: /Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Products/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.app/LinkMapTest

Path是生成可执行文件的路径。

2. Arch

# Arch: x86_64

Arch指代架构类型。

3. Object files：

# Object files: [ 0] linker synthesized [ 1] /Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Intermediates.noindex/LinkMapTest.build/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.build/LinkMapTest.app-Simulated.xcent [ 2] /Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Intermediates.noindex/LinkMapTest.build/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.build/Objects-normal/x86_64/ViewController.o [ 3] /Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Intermediates.noindex/LinkMapTest.build/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.build/Objects-normal/x86_64/main.o [ 4] /Users/zhanggui/Library/Developer/Xcode/DerivedData/LinkMapTest-ffnpzjkbsmhwvdcxorqbxpyvjtob/Build/Intermediates.noindex/LinkMapTest.build/Debug-iphonesimulator/LinkMapTest.build/Objects-normal/x86_64/AppDelegate.o [ 5] /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator12.1.sdk/System/Library/Frameworks//Foundation.framework/Foundation.tbd [6]/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator12.1.sdk/usr/lib/libobjc.tbd [7]/Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/iPhoneSimulator.platform/Developer/SDKs/iPhoneSimulator12.1.sdk/System/Library/Frameworks//UIKit.framework/UIKit.tbd

Object Files列举了可执行文件里所有的obj以及tbd。每一行代表对文件的编号。例如ViewController.o文件，其编号为2。编号的具体作用稍后介绍。

4. Sections

# Sections: # Address Size Segment Section 0x100001730 0x00000333 __TEXT __text 0x100001A64 0x0000002A __TEXT __stubs 0x100001A90 0x00000056 __TEXT __stub_helper 0x100001AE6 0x00000A27 __TEXT __objc_methname 0x10000250D 0x0000003C __TEXT __objc_classname 0x100002549 0x0000086D __TEXT __objc_methtype 0x100002DB6 0x0000007A __TEXT __cstring 0x100002E30 0x00000182 __TEXT __entitlements 0x100002FB4 0x00000048 __TEXT __unwind_info 0x100003000 0x00000010 __DATA __nl_symbol_ptr 0x100003010 0x00000010 __DATA __got 0x100003020 0x00000038 __DATA __la_symbol_ptr 0x100003058 0x00000010 __DATA __objc_classlist 0x100003068 0x00000010 __DATA __objc_protolist 0x100003078 0x00000008 __DATA __objc_imageinfo 0x100003080 0x00000BE8 __DATA __objc_const 0x100003C68 0x00000010 __DATA __objc_selrefs 0x100003C78 0x00000008 __DATA __objc_classrefs 0x100003C80 0x00000008 __DATA __objc_superrefs 0x100003C88 0x00000008 __DATA __objc_ivar 0x100003C90 0x000000A0 __DATA __objc_data 0x100003D30 0x000000C0 __DATA __data

单从字面含义理解：每个Section包含了Address、Size、Segment以及Section。介绍之前，这里先简单介绍一下Mach-O文件。
上面第一部分的Path是可执行文件的路径，使用iTerm进去到该文件夹，然后使用file命令即可查看该文件的类型：

file LinkMapTest

输出结果为：

LinkMapTest: Mach-O 64-bit executable x86_64

可以知道该文件是一个Mach-O格式的文件，它是iOS系统应用执行文件格式。Mach-O文件中的虚拟地址最终会被映射到物理地址上，这些地址会被分为不同的段类型：_ TEXT 、 _ DATA以及_ _ LINKEDIT等。各个段的含义如下：

1. TEXT包含了被执行的代码。这些代码是只读、可执行
2. DATA包含了包含了将会被更改的数据，例如全局变量、静态变量等，可读写，但是不可执行
3. LINKEDIT 包含了加载程序的元数据，比如函数名称和地址，只读。

Segment又被划分成了不同的Section，不同的Section存储了不同的信息，例如 objc _ methname 为方法的名称。
再回顾上面的Sections，Address是起始位置、Size是大小、Segment是段、Section。

5. Symbols

# Address Size File Name 0x100001730 0x0000003C [ 2] -[ViewController viewDidLoad] 0x100001770 0x00000092 [ 3] _main 0x100001810 0x00000080 [ 4] -[AppDelegate application:didFinishLaunchingWithOptions:] 0x100001890 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate applicationWillResignActive:] 0x1000018D0 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate applicationDidEnterBackground:] 0x100001910 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate applicationWillEnterForeground:] 0x100001950 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate applicationDidBecomeActive:] 0x100001990 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate applicationWillTerminate:] 0x1000019D0 0x00000020 [ 4] -[AppDelegate window] 0x1000019F0 0x00000040 [ 4] -[AppDelegate setWindow:] 0x100001A30 0x00000033 [ 4] -[AppDelegate .cxx_destruct] 0x100001A64 0x00000006 [ 5] _NSStringFromClass 0x100001A6A 0x00000006 [ 7] _UIApplicationMain 0x100001A70 0x00000006 [ 6] _objc_autoreleasePoolPop 0x100001A76 0x00000006 [ 6] _objc_autoreleasePoolPush 0x100001A7C 0x00000006 [ 6] _objc_msgSendSuper2 0x100001A82 0x00000006 [ 6] _objc_retainAutoreleasedReturnValue 0x100001A88 0x00000006 [ 6] _objc_storeStrong 0x100001A90 0x00000010 [ 0] helper helper 0x100001AA0 0x0000000A [ 5] _NSStringFromClass 0x100001AAA 0x0000000A [ 6] _objc_autoreleasePoolPop 0x100001AB4 0x0000000A [ 6] _objc_autoreleasePoolPush 0x100001ABE 0x0000000A [ 6] _objc_msgSendSuper2 0x100001AC8 0x0000000A [ 6] _objc_retainAutoreleasedReturnValue 0x100001AD2 0x0000000A [ 6] _objc_storeStrong 0x100001ADC 0x0000000A [ 7] _UIApplicationMain 0x100001AE6 0x0000000C [ 2] literal string: viewDidLoad . . .

根据Sections的起始地址，可以将Symbols分为Sections个数的组，例如0x100001730到0x100001A64之间，就是 test代码区。
Symbols包含的信息有：

1. Address：起始地址
2. Size：所占内存大小，这里使用16进制表示。
3. File：该Name所在的文件编号，也就是Object files部分的中括号的数字，例如-[ViewController viewDidLoad]对应的文件编号为2，根据Object files部分可以看到所属的文件为：ViewController.o。这样可以计算某个o文件所占内存的大小。只需要把Symbols中编号为o编号Symbols累加统计即可。
4. Name就是该Sybmols的名称。

6. Dead Stripped Symbols

# Dead Stripped Symbols: # Size File Name <<dead>> 0x00000018 [ 2] CIE <<dead>> 0x00000018 [ 3] CIE <<dead>> 0x00000006 [ 4] literal string: class <<dead>> 0x00000008 [ 4] literal string: v16@0:8 <<dead>> 0x00000018 [ 4] CIE . . .

上面便是对Link map file做了简单的介绍。

itools

花了两天的时间，根据对Link Map File的学习，使用Ruby写了一个脚本文件，可以方便地统计出指定Link Map File中的组件或者tbd占用内存大小，类似：

AppDelegate.o 8.50KB ViewController.o 735B LinkMapDemo.app-Simulated.xcent 386B main.o 192B linker synthesized 128B libobjc.tbd 120B Foundation.tbd 24B UIKit.tbd 24B 总大小为(仅供参考)：10.07KB

想了解更多可以访问https://github.com/ScottZg/itools

总结

1. 苹果开发还是有很多细节的东西需要去学习去了解。
2. 学习一门脚本语言，也会给平时的开发带来很大的方便。

参考

1. Mach-O可执行文件
2. iOS调优|深入理解Link Map File
3. iOS APP可执行文件的组成