Xcode 10 下如何创建可调试的objc4-723、objc4-750.1工程

前言

相信各位iOS开发爱好者,都会想研究一下runtime底层的一些东西,那么最好的方式莫过于调试。苹果其实开源了很多的底层库,详见:苹果开源网站首页苹果开源网站下载页苹果开源网站浏览页

objc是苹果开源的包含runtime等核心逻辑的库,由于macOS的更新和可能存在的其他原因,下载下来的objc4库,是无法直接编译成功的,其中主要的原因是头文件更换了位置。

本文的初衷是,记录这样解决问题的过程,体验折腾的魅力。文章主要参考了:

objc - 编译Runtime源码objc4-706

可调试工程下载

objc4-750.1可调试工程,在macOS Mojave下可运行
objc4-723_Debug

准备工作

本文使用 Xcode 10.0(10A255)

  • 苹果开源网站下载最新的objc4-723.tar.gz开源库,该库就是包含runtime的库;
  • 苹果开源网站下载:
  • Libc-1244.50.9.tar.gz
  • Libc-825.40.1.tar.gz
  • dyld-551.4.tar.gz
  • launchd-842.92.1.tar.gz
  • libauto-187.tar.gz
  • libclosure-67.tar.gz
  • libdispatch-913.60.2.tar.gz
  • libpthread-301.50.1.tar.gz
  • xnu-4570.71.2.tar.gz

Libc-1244.50.9.tar.gz有些头文件已经不在,因此也将其旧版本的Libc-825.40.1.tar.gz下载下来(也可只下载它)。下载上述文件的目的是为了方便找寻objc4-723编译时所缺失的头文件。

编译Objc

  • 1、解压objc4-723.tar.gz,进入objc4-723文件夹,打开工程;点击编译,此时会报错:The i386 architecture is deprecated. You should update your ARCHS build setting to remove the i386 architecture. (in target 'objc');解决办法是:将TARGETS->Build Settings->Architectures都改为Standard Archiectures
  • 2、再次进行编译,发现提示'sys/reason.h' file not found;在工程根目录下面创建一个include文件夹,在TARGETS->Build Settings->Header Seach Paths中添加$(SRCROOT)/include
  • 3、将准备工作第2步中的压缩包都解压并放在同一个文件夹中(可以不在objc4-723的工程文件夹中,假设文件夹名为Source),在Source中搜索reason.h,可以看到之前报错的地方引入的路径之前有sys,因此在之前创建的include文件夹中创建sys文件夹,将搜索到的reason.h文件复制到sys目录下。
  • 4、再次编译,报错:'mach-o/dyld_priv.h' file not found,使用相同的方式解决。
  • 5、编译,报错:os/lock_private.h' file not found;此时搜索下载的库时并不能发现该文件;于是在谷歌进行如下搜索:lock_private.h site:opensource.apple.com,点击进入搜索结果,在include文件夹下创建相应的os文件夹,并创建lock_private.h文件,将在谷歌搜索到的内容填写到创建的文件中。
  • 编译,'os/base_private.h' file not found,使用以上描述的两种方式解决。
  • 后续的:
    • pthread/tsd_private.h
    • cpu_capabilities.h
    • os/tsd.h
    • spinlock_private.h
    • pthread_machdep.h
    • workqueue_private.h
    • pthread/qos_private.h
    • sys/qos_private.h
    • objc-shared-cache.h
    • _simple.h,等文件也采用之前的方式进行解决;注意:cpu_capabilities.h使用搜索到的machine文件夹下的文件。
  • 编译,遇到Typedef redefinition with different types ('int' vs 'volatile OSSpinLock' (aka 'volatile int')),这种redefinition错误时,在include文件夹下使用grep命令:
// 如 重复定义 pthread_lock_t
grep -rne "typedef.*pthread_lock_t" .
// 输出
./pthread/spinlock_private.h:59:typedef volatile OSSpinLock pthread_lock_t __deprecated_msg("Use <os/lock.h> instead");
./System/pthread_machdep.h:214:typedef int pthread_lock_t;

可以看见有两处定义了pthread_lock_t,注释掉pthread_machdep.h文件中的定义即可。

  • 编译,遇到Static declaration of '_pthread_getspecific_direct' follows non-static declaration,这种错误本是说如下情况:
// 在一个文件中如下代码
void sayHello(void);

static void sayHello(void) {
}

上述代码会使编译器报出Static declaration of xxx follows non-static declaration错误,但是在objc4-723时实际上是因为重复定义(将static去掉之后编译会发现Redefinition of错误),因此直接将重复定义处注释就好。

  • 编译,有一个缺失的文件叫做CrashReporterClient.h,你会发现在将其放入include后还是会报错,此时需要:在Build Settings->Preprocessor Macros中加入:LIBC_NO_LIBCRASHREPORTERCLIENT
  • 编译,能够看到objc-os.h文件报错,在该文件中引入:# include <pthread/qos_private.h>
  • 编译,看到:Use of undeclared identifier 'DYLD_MACOSX_VERSION_10_11'错误;在 dyld_priv.h 文件顶部加入一下宏:
    #define DYLD_MACOSX_VERSION_10_11 0x000A0B00 
    #define DYLD_MACOSX_VERSION_10_12 0x000A0C00 
    #define DYLD_MACOSX_VERSION_10_13 0x000A0D00
  • 编译,缺少Block_private.h,搜索解压后的文件,发现有两个结果,复制BlocksRuntime中的文件到include下。
  • 编译,此时 clang报错:ld: can't open order file: /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.14.sdk/AppleInternal/OrderFiles/libobjc.order;解决办法:修改工程配置,将Build Settings->Linking->Order File改为工程根目录下的libobjc.order,即:$(SRCROOT)/libobjc.order
  • 编译,ld再次报错:ld: library not found for -lCrashReporterClient;此时在 Build Settings -> Linking -> Other Linker Flags里删掉"-lCrashReporterClient"(Debug和Release都删了)。
  • 再次编译,会发现 Build Succeeded。

如果在编译objc过程中遇到cast错误,可以直接点击Fix。

添加Debug Target

  • 1、添加一个target 取名为 objc-debug
添加target
  • 2、为改target添加工程依赖
添加工程依赖
  • 3、在objc-debug中添加你想写的代码,或者类,你就可以进行调试了。

为Mojave的更新

由于macOS 10.14 的发布,objc发布了新的objc4-750.1开源库,对应的一些,如:dyld也进行了相关更新。因此针对macOS Mojave需要使用新的开源库,进行配置。

objc4-750.1可调试工程

为了简单操作,我直接在objc4-750.1中引用了,之前配置好的objc4-723可调试工程中的头文件(偷懒。不想一个一个找了)。其中的部分新的错误参考了:

最新Runtime源码objc4-750编译

可能是由于我直接使用objc4-723工程头文件的问题出现了:os_unfair_recursive_lock未定义的bug。经过我简单分析,其作用应该是替换原有的pthread_mutex_t加锁机制,我直接将其替换成了:objc4-723工程中的pthread加锁机制(又是偷懒)。

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