How we fight with dynamic libraries in Swift. Yandex experience

Static linking of hearths supplied by source files

DEVELOPER_DIR=/Applications/Xcode8.3.1.app/Contents/Developer/
SWIFTC=$DEVELOPER_DIR/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin/swiftc
SDK=$DEVELOPER_DIR/Platforms/iPhoneOS.platform/Developer/SDKs/iPhoneOS10.3.sdk

# сгенерировать объектные файлы
$SWIFTC -target armv7-apple-ios8.0 -sdk $SDK -module-name SomeLib \
SomeClass.swift SomeOtherClass.swift -c

# сгенерировать swiftmodule, необходимый для импорта в main.swift
$SWIFTC -target armv7-apple-ios8.0 -sdk $SDK -module-name SomeLib \
SomeClass.swift SomeOtherClass.swift -emit-module

# создать статическую библиотеку из объектных файлов
$libtool -static -o libSomeLib.a SomeClass.o SomeOtherClass.o

# создать исполняемый файл из main.swift и libSomeLib.a
$SWIFTC -target armv7-apple-ios8.0 -sdk $SDK -I . -L . main.swift -lSomeLib

Static linking of your own targets

# таргеты, которые нужно статически влинковать
DEPENDENCIES=('SomeTarget' 'SomeOtherTarget');
ARCHS_LIST=($ARCHS)

# итерация по архитектурам, для которых проводится сборка
for ARCH in ${ARCHS[@]}; do
    DIR=$OBJECT_FILE_DIR_normal/$ARCH

    # абсолютный путь до создаваемого LinkFileList
    FILE_PATH=$DIR/$TARGET_NAME.Dependencies.LinkFileList
    FILE_LIST=""

    # итерация по таргетам
    for DEPENDENCY in "${DEPENDENCIES[@]}"; do
    
        # путь до папки, содержащей билд-артефакты таргета
        PATH=$CONFIGURATION_TEMP_DIR/${DEPENDENCY}.build/Objects-normal/$ARCH

        # паттерн объектных файлов
        SEARCH_EXP="$PATH/*.o"

        # итерация по всем файлам, удовлетворяющим SEARCH_EXP
        for OBJ_FILE in $SEARCH_EXP; do
            # добавить файл в FILE_LIST
            FILE_LIST+="${OBJ_FILE}\n"
        done
    done
    FILE_LIST=${FILE_LIST%$'\n'}

    # записать FILE_LIST на диск по пути FILE_PATH
    echo -n -e $FILE_LIST > $FILE_PATH
done

Lazy loading of dynamic libraries

post_install do | installer |

    # вызвать Amimono::Patcher.patch!(installer), если используется amimono

    # итерация по таргетам, агрегирующим зависимости основных таргетов
    installer.aggregate_targets.each do |aggregate_target|

        # xcconfig-и, с которыми собираются агрегируюшие и основные таргеты
        target_xcconfigs = aggregate_target.xcconfigs
        # у каждой конфигурации - свой xcconfig
        aggregate_target.user_build_configurations.each do |config_name,_|
            
            # путь до xcconfig для конкретной конфигурации
            path = aggregate_target.xcconfig_path(config_name)

            # взять текущее состояние
            xcconfig = Xcodeproj::Config.new(path)
            
            # удалить что нужно
            xcconfig.frameworks.delete("SomeFramework")
            
            # перезаписать
            xcconfig.save_as(path)
        end
    end
end

#import

NSString *frameworksPath = [[NSBundle mainBundle] privateFrameworksPath];
NSString *dyLib = @"DynamicLib.framework/DynamicLib";

// абсолютный путь до файла библиотеки
NSString *path = [NSString stringWithFormat:@"%@/%@", frameworksPath, dyLib];
const char *pathPtr = [path cStringUsingEncoding:NSASCIIStringEncoding]

// загрузка библиотеки
void *handle = dlopen(pathPtr, RTLD_LAZY);

$nm -gU $BUNDLE_PATH/Frameworks/DynamicLib.framework/DynamicLib

DynamicLib (for architecture armv7):
00007ef0 S _DynamicLibVersionNumber
00007ec8 S _DynamicLibVersionString
0000837c S _OBJC_CLASS_$__TtC10DynamicLib16SomeClass
00008408 D _OBJC_METACLASS_$__TtC10DynamicLib16SomeClass
...
00004b98 T _someGlobalFunc
000083f8 D _someGlobalStringVar
000083f4 D _someGlobalVar
...

// dlsym возвращает указатель на символ библиотеки.

// получение указателя на функцию
int (*someGlobalFuncPtr)(int) = dlsym(handle, "someGlobalFunc");

// вызов функции по ее указателю
someGlobalFuncPtr(5);

// получение указателя на глобальную переменную
int *someGlobalVarPtr = (int *)dlsym(handle, "someGlobalVar");
NSLog(@"%@", *someGlobalVarPtr);

// использование глобальной переменной через разыменование указателя
NSString *__autoreleasing *someGlobalStringVarPtr =
(NSString *__autoreleasing *)dlsym(handle, "someGlobalStringVar");

NSLog(@"%@", *someGlobalStringVarPtr);
*someGlobalStringVar = @"newValue";

#import

//dlsym возвращает сущность типа Class
Class class = (__bridge Class)dlsym(handle,
"OBJC_CLASS_$__TtC10DynamicLib16SomeClass")

// вызов class-метода
[class someClassFunc];

// создание объекта
SomeClass *obj = [(SomeСlass *)[class alloc] init];

// использование
NSLog(@"%@", obj.someVar)
[obj someMethod];

Optimization Result

Total pre-main time: 1.0 seconds (100.0%)
dylib loading time: 963.68 milliseconds (90.0%)
rebase/binding time: 35.65 milliseconds (3.3%)
ObjC setup time: 29.08 milliseconds (2.7%)
initializer time: 41.35 milliseconds (4.0%)

Saving the result

FRAMEWORKS_DIR="${BUILT_PRODUCTS_DIR}/${FRAMEWORKS_FOLDER_PATH}"
FRAMEWORKS_SEARCH_PATTERN="${FRAMEWORKS_DIR}/*"

# возвращает все элементы на диске, удовлетворяющие FRAMEWORKS_SEARCH_PATTERN
FRAMEWORKS=($FRAMEWORKS_SEARCH_PATTERN)

# ожидаемый список файлов и папок в Frameworks
ALLOWED_FRAMEWORKS=(libswiftFoundation.dylib SomeFramework.framework)

for FRAMEWORK in ${ALLOWED_FRAMEWORKS[@]}
do
    PATTERN="*${FRAMEWORK}"
    # удалить все элементы, удовлетворяющие PATTERN
    FRAMEWORKS=(${FRAMEWORKS[@]/${PATTERN}/})
done

echo ${FRAMEWORKS[@]}

# вернуть число оставшихся элементов в FRAMEWORKS
# любое ненулевое число будет интерпретировано как ошибка сборки
exit ${#FRAMEWORKS[@]}

var count: UInt32 = 0

// получение списка загруженных библиотек
let imagesPathsPointer: UnsafeMutablePointer! =
                                               objc_copyImageNames(&count)

// ожидаемый список загруженных библиотек
let expectedImages: Set = ["libswiftCore.dylib"]

// путь до папки с библиотеками внутри бандла приложения
let frameworksPath = Bundle.main.privateFrameworksPath ?? "none"

for i in 0..     let pathPointer = imagesPathsPointer.advanced(by: Int(i)).pointee
    let path = pathPointer.flatMap { String(cString: $0) } ?? ""

    // системные библиотеки не учитываем
    guard path.contains(frameworksPath) else { continue }

    let name = (path as NSString).lastPathComponent
    assert(expectedImages.contains(name))
}

Conclusion