reverse-skills-max: initial public release (restored, redacted, hardened)
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baradok609hecl1pq6qi
119
vendor-new/rev-skills/.claude/skills/re-swift/SKILL.md
Normal file
119
vendor-new/rev-skills/.claude/skills/re-swift/SKILL.md
Normal file
@@ -0,0 +1,119 @@
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name: re-swift
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type: atomic
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description: >
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Swift 二进制逆向：mangling 解码、协议 witness table、闭包捕获、ObjC 互操作。
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触发词：Swift逆向、swiftc、witness table、swift demangle、闭包捕获、Swift 产物。
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capabilities: [lang-runtime-analysis]
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# Swift 逆向
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## 何时使用 / 何时不用
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- 用：Swift 产物（Mach-O/ELF 含 Swift mangling 特征 `$s` 前缀，或 `__swift5_*` 反射段），需要还原符号/协议一致性/闭包结构
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- 用：混合产物中区分 Swift 层与 ObjC/C 层（先走 ObjC 路径再进 Swift 层）
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- 不用：纯 ObjC（走 [[re-ios]] / [[re-macos]] 的 ObjC 路径）；纯 C/C++（走 [[re-cpp-abi]]）
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- 不用：只需普通反编译（[[re-ghidra]] / [[re-ida]] 直接上）
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## 工具准备
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### swift-demangle（Swift 工具链，mangling 解码）
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- macOS: Xcode 自带（`xcrun swift-demangle`）；Linux: Swift 官方工具链（swift.org 下载 tar 包解压即用，含 `swift-demangle`）；Windows: Swift 官方工具链
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- 验证: `echo '$s4main6myFuncyyF' | swift-demangle`（macOS 用 `xcrun swift-demangle`；无参数时读 stdin，输出 `$s... ---> main.myFunc() -> ()`）
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- 批量: `llvm-nm sample | swift-demangle`；`-simplified` 出精简名；`-expand` 出解码树
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### swiftc / swift（可选，对照编译）
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- macOS: Xcode 自带；Linux/Windows: 同上官方工具链（含编译器，可本地编译同版本样本对照符号形态）
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- 验证: `swift --version`
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### llvm-nm / llvm-objdump（符号与段）
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- 安装与验证见 [[re-cpp-abi]] 工具准备；Mach-O 侧额外需要 otool（见 [[re-format-macho]] 工具准备）
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- 用途: `llvm-nm -m sample` 看符号与段归属；`otool -l sample | grep swift5` 定位反射段
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### Ghidra / IDA（反编译底座）
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- 安装与验证见 [[re-ghidra]] / [[re-ida]]；Swift 符号解码结果用于批量重命名（Ghidra 可脚本化：demangle 输出写回 symbol 表，反编译视图即恢复可读函数名）
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## 操作步骤
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按顺序执行，每步产物存档（路径 + sha256，见 [[re-triage]]）。
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1. **产物识别**：
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```sh
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strings -a sample | grep -E '^\$s|^_T0|^_\$S' | head
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llvm-nm sample 2>/dev/null | grep -E 'swift_|^\$s' | head # ELF 用 readelf -s 同效果
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otool -l sample 2>/dev/null | grep -c swift5 # Mach-O 反射段存在性
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```
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- `$s`（Swift 5+）、`$S`（Swift 4.2）、`_T0`（Swift 4.0）是三代 mangling 前缀；`swift_*` 运行时导入（swift_retain / swift_release / swift_allocObject）确认运行时
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- 纯 ObjC 无上述特征 → 转 [[re-ios]] / [[re-macos]]；带 `__swift5_*` 段但 strip 了符号名 → 仍是 Swift（反射元数据不随 strip 消失，见坑 5）
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2. **mangling 解码（批量）**：
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```sh
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llvm-nm -m sample | awk '$3 ~ /^\$s/ {print $3}' | swift-demangle | head -20
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# ELF: readelf -s sample | awk '$8 ~ /^\$s/ {print $8}' | swift-demangle
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```
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解码内容：模块名/类型/函数签名/泛型参数展开；结果写入符号表供 [[re-ghidra]] / [[re-ida]] 重命名。mangling 结构速览见步骤 3 与 [[layout]]。
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3. **mangling 结构速览（手读符号）**：
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```
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$s 前缀 + 长度前缀标识符 + 类型字母 + 签名
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$s 13ExampleModule 3Foo C 3bar Si y F
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└模块(13字符) └类型 └类 └方法 └结果 └参数 └函数
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C=类 O=枚举 V=结构体 P=协议；Si=Int SS=String Sq=Optional；y=空元组 ()
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```
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编码规则：标识符=十进制长度+ASCII；签名顺序是**结果类型在前、参数在后**，`F` 结尾表示函数；签名可带修饰位（async/throws，解码输出中显式出现）；`_To` 后缀=@objc 桥接 thunk；`TE` 后缀=distributed thunk。详细规则与官方示例见 [[layout]]/[[examples]]。
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4. **协议 witness table（动态分派核心）**：
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- witness table 是协议方法的分发表；conformance 记录定位：Mach-O `__swift5_proto` 段 / ELF `swift5_protocol_conformances`（协议描述符在 `__swift5_protos` / `swift5_protocols`），或搜索 `_swift_getWitnessTable` 调用点
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- 还原：conformance 记录 = 方法槽位数组，槽值 = 对应协议要求的实现地址 → 结合 [[re-cpp-abi]] 的 vtable 恢复思路反推"哪个类型 conforms 哪个协议"
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- 无符号名时用协议方法调用点反推：找到 witness method 调用处的函数指针表，表序即协议声明序
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- 注意间接 conformance（`witness_table_indirect` 标志）：槽位存的是间接表指针而非直接实现地址，需再解一层
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5. **闭包捕获**：
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- 闭包是 context 对象：`swift_allocObject` 调用点 → context 分配 → 捕获字段初始化；context 头部是指向捕获布局描述符的指针，其后按捕获顺序排列字段
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- 还原：context 结构体字段 → 捕获变量名/类型（与函数签名关联）；引用语义字段由 `swift_retain`/`swift_release` 调用点确认
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- 编译器生成的"partial apply forwarder"符号（解码含 `partial apply forwarder`）是闭包入点的典型形态
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6. **ObjC 互操作**：
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- `@objc` 桥接：Swift 类经 ObjC runtime 可见（NSObject 子类、消息发送 objc_msgSend）；Swift 侧实现入口是 `_To` 结尾的桥接 thunk
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- 分析：ObjC 方法列表（class-dump 思路）→ 桥接 thunk → Swift 实现；`swift_` 运行时函数调用点区分 Swift 侧逻辑
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- 混合产物：先走 ObjC 路径（[[re-ios]] / [[re-macos]]）再进 Swift 层；Linux 上的 Swift 产物无 ObjC 层（无 __objc_classlist），纯 ELF 视角分析
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7. **反射元数据（类型结构还原）**：
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```sh
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otool -l sample | grep -A2 swift5_fieldmd # 字段描述（类型内布局）
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otool -l sample | grep -A2 swift5_typeref # 类型引用（字符串池）
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otool -l sample | grep -A2 swift5_reflstr # 反射字符串
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```
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`__swift5_fieldmd` 记录类型字段名/类型引用；配合 `__swift5_typeref` 可还原结构体/类布局，比纯反编译更快。
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8. **符号化恢复**：解码结果批量重命名后，泛型特化符号（大量 `Gy` 后缀）按模块/类型聚类过滤，先恢复"每个类型的核心方法"再处理特化副本（见坑 2）。
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9. **字节级核对**：符号提取/段定位输出异常时，用 `xxd` 按字节核对（mangled 名是长度前缀+ASCII，反射段是数据段内的定长记录）——最小字节样例与核对流程见 [[examples]]，别把工具解析失败当"非 Swift 产物"丢弃。
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## 跨域联合
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- [[re-binary-core]] 网关：本技能归属（选择树「Swift 产物」分支）
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- [[re-ios]] / [[re-macos]]：生态衔接（ObjC 层、App 层分析）
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- [[re-format-macho]]：Mach-O 段/反射段定位工具链
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- [[re-cpp-abi]]：vtable/witness table 恢复思路同源
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- [[re-frida]]：运行时 hook Swift 函数（符号解码后的名称直接作 hook 点）
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- [[re-analyze/analysis-contract]]：符号表按数据契约传递
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## 常见坑与陷阱
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- **mangling 版本差异**：现象——新版本 Swift 产物解码失败或输出乱码；原因——mangling 方案演进（`$s`/`$S`/`_T0` 三代）；对策——用与目标编译版本同代或更新的 swift-demangle，`_T0` 老符号新工具也能解，但新符号老工具不行
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- **泛型展开符号爆炸**：现象——解码输出大量 `$s...Gy` 泛型实例；原因——泛型特化；对策——按模块/类型聚类过滤，先还原未特化原型
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- **witness table 无符号名**：现象——分发表槽位全是裸地址；原因——协议 conformance 无命名符号；对策——结合协议方法调用点（witness method 调用处）反推槽位语义
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- **闭包捕获含引用语义**：现象——context 字段是引用计数对象；原因——捕获变量含类实例；对策——按 swift_retain/release 调用点确认引用字段，别当值类型读
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- **纯 ObjC 误入**：现象——无 `$s` 却按 Swift 流程走；原因——产物实为 ObjC；对策——步骤 1 先确认（无 `$s`/`__swift5_*` 即转）
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- **mangled 名不是普通字符串**：现象——`strings`/grep 截断或漏检部分符号；原因——mangled 名可含 `\x01-\x1f` 控制字符后跟指针字节（symbolic reference），不是以 `\0` 结尾的干净串；对策——符号提取用 `llvm-nm`/`readelf -s` 的符号表，不用 `strings` 兜底；解析器遇到控制字符要拒读指针字节
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- **strip 后反射段仍在但符号名没了**：现象——`__swift5_proto` 段还在、`$s` 符号列表为空；原因——strip 只删符号表，反射元数据（conformance/fieldmd）属数据段；对策——从反射段重建类型/协议关系，不依赖符号名
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- **`_To` 后缀被当普通符号**：现象——`foo.bar.bas(zim:)` 和 `@objc foo.bar.bas(zim:)` 两个符号并存，漏掉后者；原因——`_To` 是 @objc 桥接 thunk；对策——`_To` 与本体成对分析，ObjC 侧调用经 thunk 进 Swift 实现
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- **入口不是 ObjC 的 main 视角**：现象——按 `main` 函数分析发现"入口"只有薄薄一层；原因——Swift 可执行文件入口是 `@main`/顶层代码经运行时初始化（swift_retain 大量出现于启动路径）；对策——从 `main` 反汇编沿运行时调用链找到第一个用户类型的方法调用点再深入，别在初始化包装里打转
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- **Swift 4 老产物无反射段**：现象——没有 `__swift5_*` 段、符号又被 strip，只剩 `_T`/`_T0` 前缀残迹；原因——反射系统 5.0 才引入；对策——按 mangling 前缀（`_TtC` 等）与 `swift_retain`/`swift_release` 运行时调用点识别 Swift 侧代码，从 ObjC 段（__objc_classlist）补类型骨架
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@@ -0,0 +1,110 @@
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# Swift 最小解析示例
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示例符号均取自官方测试向量（swiftlang/swift test/Demangle/Inputs/manglings.txt 与 ABI 文档 Mangling.rst），可本机直接对照。语法规则见 [[layout]]。
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## 1. 符号提取与解码命令链
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```sh
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# Mach-O: 提取 $s 符号 → 批量解码
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llvm-nm -m sample | awk '$3 ~ /^\$s/ {print $3}' | swift-demangle | head -20
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# ELF 同效果
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readelf -s sample | awk '$8 ~ /^\$s/ {print $8}' | swift-demangle | head -20
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# 单条解码（macOS 用 xcrun swift-demangle；无参数时读 stdin）
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echo '$s4main6myFuncyyF' | swift-demangle
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# $s4main6myFuncyyF ---> main.myFunc() -> ()
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# 精简模式与展开树
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echo '$s4main3FooC3barSiyF' | swift-demangle -simplified
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echo '$s4main3FooC3barSiyF' | swift-demangle -expand
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```
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## 2. 官方测试向量对照（manglings.txt 实测摘录）
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| mangled 名 | demangled 结果 |
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|---|---|
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| `$s4main6myFuncyyF` | `main.myFunc() -> ()` |
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| `$s3foo3barC3bas3zimyAaEC_tF` | `foo.bar.bas(zim: foo.zim) -> ()` |
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| `_$s3foo3barC3bas3zimyAaEC_tFTo` | `{T:_$s3foo3barC3bas3zimyAaEC_tF,C} @objc foo.bar.bas(zim: foo.zim) -> ()`（`_To` = @objc 桥接 thunk） |
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| `$s4main3fooyySiFyyXEfU_TA.1` | `{T:} partial apply forwarder for closure #1 () -> () in main.foo(Swift.Int) -> () with unmangled suffix ".1"`（闭包 forwarder） |
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| `$s4main8MyStructV3fooyyF` | `main.MyStruct.foo() -> ()`（结构体方法） |
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| `_T04main1_yyF` | `main._() -> ()`（Swift 4.0 `_T0` 前缀） |
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| `_TtVCC4main3Foo4Ding3Str` | `main.Foo.Ding.Str`（Swift 3.x `_Tt` 前缀，V=struct 链） |
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对照要点：`yyF` 中两个 `y` 分别是结果 `()` 与参数 `()`；`Si` 为结果 Int 时排在参数前（`3barSiyF` → `bar() -> Int`）；`_To` 与本体成对出现；`TA` 是闭包 forwarder（闭包入点）。
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## 3. Python 最小解码器（无替换/无泛型的简单符号）
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```python
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import re
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KIND = {'C': 'class', 'O': 'enum', 'V': 'struct', 'P': 'protocol'}
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STDLIB = {'Si': 'Int', 'SS': 'String', 'Sq': 'Optional', 'Sa': 'Array',
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'Sd': 'Double', 'Sb': 'Bool'}
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def ident(sym, p): # 长度前缀标识符：3Foo -> "Foo"
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m = re.match(r'(\d+)', sym[p:])
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n = int(m.group(1)); start = p + len(m.group(1))
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return sym[start:start+n], start+n
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def typ(sym, p): # 类型单元：y=() Si=Int ...
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c = sym[p]
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if c == 'y': return '()', p + 1
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if c == 'S': return STDLIB.get(sym[p:p+2], 'S?'), p + 2
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raise ValueError('unhandled type char %r' % c)
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def sig(sym, p): # 签名顺序：结果类型在前、参数在后
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result, p = typ(sym, p)
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params, p = typ(sym, p)
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if sym[p] != 'F': raise ValueError('no F')
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return '%s -> %s' % (params, result), p + 1
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def decode(sym):
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p = 2 if sym.startswith('$s') else 3 # 仅支持 $s / _$s
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mod, p = ident(sym, p)
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parts = [mod]
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while p < len(sym) and sym[p].isdigit():
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name, p = ident(sym, p)
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if p < len(sym) and sym[p] in KIND:
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parts.append('%s (%s)' % (name, KIND[sym[p]])); p += 1
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else:
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parts.append(name)
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s, _ = sig(sym, p)
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return '.'.join(parts) + s
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print(decode('$s4main6myFuncyyF')) # main.myFunc() -> ()
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print(decode('$s4main3FooC3barSiyF')) # main.Foo (class).bar() -> Int
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print(decode('$s13ExampleModule3FooC3barSiyF')) # ExampleModule.Foo (class).bar() -> Int
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```
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局限（对照官方语法）：不处理替换表（`A` 起）、泛型签名（`G`）、标签列表、`E` 扩展与 `To/TE/Tg` 后缀——复杂符号以 `swift-demangle` 为准，本解码器用于快速手读与理解编码顺序。
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## 4. 反射段定位（stripped 产物的类型结构来源）
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```sh
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otool -l sample | grep -A2 'sectname __swift5_proto' # conformance 记录
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otool -l sample | grep -A2 'sectname __swift5_protos' # 协议描述符
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otool -l sample | grep -A2 'sectname __swift5_fieldmd' # 字段描述
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otool -l sample | grep -A2 'sectname __swift5_types' # 类型描述符
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||||
# ELF 侧
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readelf -S sample | grep -i swift5
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```
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## 5. 字节样例（符号在文件中的形态）
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```
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$s4main6myFuncyyF 的 ASCII 字节（符号表字符串池内）：
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24 73 34 6d 61 69 6e 36 6d 79 46 75 6e 63 79 79 46 00
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$ s 4 m a i n 6 m y F u n c y y F \0
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└前缀┘ └模块"main"┘ └函数名"myFunc"┘ └yyF 签名┘
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```
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对照要点：正常符号以 `\0` 结尾（字符串表内），但含 symbolic reference 的符号名内嵌 `\x01-\x1f` + 指针字节，`strings`/`grep` 按文本处理会截断——提取一律走符号表（llvm-nm/readelf -s）。
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## 实现教训（内化）
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- 解码顺序是"模块 → 类型上下文 → 实体名 → 签名"，签名里结果类型在参数前——手读符号按这个顺序切，别倒着猜
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- `_To`/`TA`/`Tg5` 等后缀是实体修饰，解码时先剥离再读主体
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||||
- 官方测试向量（manglings.txt）是最好的离线对照集：任何解码器/工具的输出都可拿它验收
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## 使用注意
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- 符号提取用符号表工具，不用 strings；strip 产物靠 `__swift5_*` 反射段（见 SKILL.md 坑 5）
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- 与 [[re-format-macho]]（段定位）、[[re-cpp-abi]]（vtable 思路）配合使用
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@@ -0,0 +1,118 @@
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# Swift 二进制布局：mangling 语法 / swift5 反射段 / witness table / 闭包
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Swift 产物相对 C/C++ 产物多两类结构：mangled 符号名（全部顶层符号经 `$s` 编码）与 `__swift5_*` 反射元数据段（协议一致性、类型描述、字段描述）。两者互补：符号名给"名字"，反射段给"结构"。
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## mangling 前缀变体
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| 前缀 | 时期 | 说明 |
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|---|---|---|
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| `$s` | Swift 5+ | 当前稳定 mangling（本技能默认处理对象） |
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| `$S` | Swift 4.2 | 4.2 过渡期变体 |
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| `_T0` | Swift 4.0 | 4.0 变体 |
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| `_T` / `_Tt` | Swift 3.x 及更早 | ObjC 时代 mangling（`_TtC3foo3bar` 形态） |
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||||
| `$e` | — | Embedded Swift（不稳定） |
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| `@__swiftmacro_` | — | 宏展开的文件名符号 |
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## 编码语法（`$s` 稳定格式）
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### 基本单元
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| 单元 | 规则 | 示例 |
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|---|---|---|
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| 标识符 | 十进制长度 + ASCII 字符串（非 ASCII 用 Punycode，前缀 `00`） | `4Test` → "Test"；`13ExampleModule` → "ExampleModule" |
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| 类型字母 | C=类 O=枚举 V=结构体 P=协议 E=扩展 | `3FooC` → 类 Foo |
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| 标准库缩写 | Si=Int SS=String Sq=Optional Sa=Array Sd=Double Sb=Bool | `Si` → Swift.Int |
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| 模块缩写 | s=Swift So=C/ObjC 模块 SC=Clang importer | `s4main` 中 `s` 为 Swift 模块 |
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| 空元组 | y | `() `（参数或结果为空） |
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| 函数 | 声明名 + 标签列表 + 签名 + `F`；**签名顺序 = 结果类型在前、参数在后** | `3bar Si y F` → `bar() -> Int` |
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### 后缀修饰（实体级）
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| 后缀 | 含义 |
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|---|---|
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| `_To` | @objc 桥接 thunk（与本体成对出现，ObjC 侧经它进 Swift 实现） |
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| `TE` | distributed thunk |
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| `Tg5`/`Tg` 等 | 泛型特化（generic specialization） |
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| `TA` | 闭包 partial apply forwarder |
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| `TW` | 协议 witness thunk（`{T:} protocol witness for ...`） |
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| `TI` | 可派发 thunk（method dispatch thunk） |
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### 替换与符号化引用
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- 替换表（substitution）：`A` 起的小写字母引用已出现的模块/类型（压缩重复前缀）
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- 符号化引用（symbolic reference）：mangled 名内嵌 `\x01-\x1f` 控制字符 + 指针大小字节——**不是 \0 结尾的普通字符串**，`strings`/strlen 处理会截断（见 SKILL.md 坑 6）
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||||
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||||
### 手读示例（官方测试向量）
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```
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$s4main6myFuncyyF → main.myFunc() -> ()
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||||
└模块"main"└函数"myFunc"└结果y(())└参数y(())└F
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||||
$s3foo3barC3bas3zimyAaEC_tF → foo.bar.bas(zim: foo.zim) -> ()
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||||
└模块foo └类bar └方法bas └标签zim └参数y └结果(替换A→foo.zim)└F
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||||
|
||||
$s3foo3barC3bas3zimyAaEC_tFTo → {T:...,C} @objc foo.bar.bas(zim: foo.zim) -> ()
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（同符号 + _To = @objc 桥接 thunk）
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$s4main3fooyySiFyyXEfU_TA.1 → {T:} partial apply forwarder for closure #1
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() -> () in main.foo(Swift.Int) -> ()（闭包）
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```
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## swift5 反射段（Mach-O 名 / ELF 名 / COFF 名）
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| 内容 | Mach-O（__TEXT 段内） | ELF | COFF |
|
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|---|---|---|---|
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| 协议一致性（conformance 记录） | `__swift5_proto` | `swift5_protocol_conformances` | `.sw5prtc$B` |
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| 协议描述符 | `__swift5_protos` | `swift5_protocols` | `.sw5prt$B` |
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| 类型描述符 | `__swift5_types` | `swift5_types` | `.sw5tyd$B` |
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| 字段描述（类型内布局） | `__swift5_fieldmd` | `swift5_fieldmd` | `.sw5fld$B` |
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| 类型引用字符串池 | `__swift5_typeref` | `swift5_typeref` | `.sw5tyr$B` |
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| 反射字符串 | `__swift5_reflstr` | `swift5_reflstr` | `.sw5rfl$B` |
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| 闭包捕获描述 | `__swift5_capture` | `swift5_capture` | `.sw5cpt$B` |
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| 关联类型 | `__swift5_assocty` | `swift5_assocty` | `.sw5ast$B` |
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| 内建类型 | `__swift5_builtin` | `swift5_builtin` | `.sw5bui$B` |
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| 多态枚举 | `__swift5_mpenum` | `swift5_mpenum` | `.sw5mpe$B` |
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| 可访问性 | `__swift5_accessible` | `swift5_accessible` | `.sw5acc$B` |
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| 替换范围 | `__swift5_replace` | `swift5_replace` | `.sw5rpc$B` |
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| 模块哈希 | `__swift_modhash` | `swift_modhash` | `.sw5mh$B` |
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定位命令：Mach-O `otool -l sample | grep -A2 swift5_`；ELF `readelf -S sample | grep -i swift5`。这些段是数据段（常驻内存），**strip 不删除**——stripped Swift 产物靠它们重建类型/协议关系。
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## witness table 与 conformance 记录
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- conformance 记录（`__swift5_proto`）指向：witness table（若间接）、conformance 描述符、名义类型描述符、协议描述符
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- witness table 槽位 = 协议要求方法的实现地址数组；槽序与协议声明顺序一致
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- 定位入口：`_swift_getWitnessTable`（直接取）或 `swift_getWitnessTable`（查表）调用点；调用处的第二个参数即 conformance 记录
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- 无符号名时：找到 witness method 调用点（泛型函数内对协议方法的间接调用），其函数指针表即 witness table
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## 闭包 context 布局
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```
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swift_allocObject(闭包布局描述符, size, align) → context 对象
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context 头部 = 指向闭包捕获布局描述符的指针（swift5_capture 段条目）
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其后按捕获顺序排列字段：值类型=内联值；引用类型=强引用指针（配 swift_retain/release）
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```
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定位：`swift_allocObject` 调用点的常量参数 = 捕获布局描述符（含捕获字段数/类型）；闭包入点是 partial apply forwarder（`TA` 后缀符号）。
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## 运行时符号（swift_ 前缀，导入确认）
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| 符号 | 含义 |
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|---|---|
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| swift_retain / swift_release | 强引用增/减（引用语义字段标记） |
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| swift_allocObject / swift_allocBox | 堆对象/闭包 box 分配 |
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| swift_beginAccess / swift_endAccess | 独占访问修饰（exclusivity） |
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| swift_getWitnessTable / _swift_getWitnessTable | 协议 witness table 获取 |
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| swift_getTypeByMangledName | 按 mangled 名查类型元数据 |
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| swift_dynamicCast | 动态类型转换 |
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## 版本差异要点
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- mangling 前缀三代（$s/$S/_T0），工具链与产物同代或更新才能解码
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- Swift 4 及更早产物无 `__swift5_*` 段（反射系统 5.0 引入）；老产物靠符号名 + ObjC 段（__objc_classlist）恢复
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- 泛型特化数量随版本增长（编译器更激进）；`Tg5` 特化符号与原型共存
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## 使用注意
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- 与 [[re-format-macho]]（段定位）、[[re-cpp-abi]]（vtable 思路）、[[re-ios]]/[[re-macos]]（ObjC 层）配合
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- 符号提取走符号表（llvm-nm/readelf -s），不用 strings（symbolic reference 会截断）
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