iOS--编译链接的过_1

news/2024/12/30 0:57:05/

iOS 开发中使用的是编译语言，所谓编译语言是在执行的时候，必须先通过编译器生成机器码，机器码可以直接在CPU上执行，所以执行效率较高，是使用 Clang / LLVM 来编译的。LLVM是一个模块化和可重用的编译器和工具链技术的集合，Clang 是 LLVM 的子项目，是 C，C++ 和 Objective-C 编译器，目的是提供惊人的快速编译。下面我们来看看编译过程,总的来说编译过程分为几个阶段：预处理 -> 词法分析 -> 语法分析 -> 静态分析 -> 生成中间代码和优化 -> 汇编 -> 链接
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

预处理

这一步编译器所做的处理是：
clang -E main.m -F

  • 宏替换（在源码中使用的宏定义会被替换为对应#define的内容）1. #define 删除，并展开对应的宏定义。
    建议大家不要在需要预处理的代码中加入内联代码逻辑。
  • 头文件引入（#include，#import）
    使用对应文件.h的内容替换这一行的内容，所以尽量减少头文件中的#import，使用@class替代，把#import放到.m文件中。
  • 处理所有的条件预编译指令。如#if、#ifdef、#else、#endif。
  • 删除所有的注释 //、/**/等。
  • 添加行号和文件名标识。如 # 1 “main.m"（编译调试会用到）。

编译

clang -S main.i -o main.s
这个过程就是把上面的main.i文件进行：词法分析、语法分析、静态分析，优化生成相应的汇编代码，最终生成main.s文件。
这里我们需要了解一下这几个名词：

  • 词法分析：把源代码的字符序列分割成一个个token（关键字、表示符、字面量、特殊符号），比如把标识符放到符号表里面。
  • 语法分析: 生成抽象语法树AST，此时运算符号的优先级确定了；有些符号具有多重含义也确定了，比如：*是乘号还是对指针取内容；表达式不合法、括号不匹配等等，都会报错.
  • 静态分析：分析类型声明和匹配问题。比如整型和字符串相加，肯定会报错。
  • 中间语法生成: CodeGen根据AST(抽象语法树)自上向下逐步翻译成LLVM IR，并且对在编译期就可以确定的表达式进行优化，比如代码里面的a=1+3，可以优化成a=4。（假如开启了bitcode）
  • 目标代码生成与优化: 根据中间语法生成依赖具体机器的汇编语言；并优化汇编语言。`这个过程中，假如有变量且定义在同一个编译单元里，那么就给这个变量分配空间，确定变量的地址。假如变量或者函数不定义在这个编译单元里面，那就等到链接的时候才能确定地址。``

词法解析

这一步把源文件中的代码转化为特殊的标记流，源码被分割成一个一个的字符和单词，在行尾Loc中都标记出了源码所在的对应源文件和具体行数，方便在报错时定位问题。Clang定义的所有Token类型。 可以分为下面这4类：
clang -Xclang -dump-tokens main.m
关键字：语法中的关键字，比如 if、else、while、for 等；
标识符：变量名；
字面量：值、数字、字符串；
特殊符号：加减乘除等符号。
在这里插入图片描述

语法解析

clang -Xclang -ast-dump -fsyntax-only main.m
在这里插入图片描述
这一步是把词法分析生成的标记流，解析成一个抽象语法树（abstract syntax tree -- AST），同样地，在这里面每一节点也都标记了其在源码中的位置。[[AST抽象语法树]]

静态分析

把源码转化为抽象语法树之后，编译器就可以对这个树进行分析处理。静态分析会对代码进行错误检查，如出现方法被调用但是未定义、定义但是未使用的变量等，以此提高代码质量。当然，还可以通过使用 Xcode 自带的静态分析工具（Product -> Analyze)
类型检查
在此阶段clang会做检查，最常见的是检查程序是否发送正确的消息给正确的对象，是否在正确的值上调用了正常函数。如果你给一个单纯的 NSObject* 对象发送了一个 hello 消息，那么 clang 就会报错，同样，给属性设置一个与其自身类型不相符的对象，编译器会给出一个可能使用不正确的警告。

一般会把类型分为两类：动态的和静态的。动态的在运行时做检查，静态的在编译时做检查。以往，编写代码时可以向任意对象发送任何消息，在运行时，才会检查对象是否能够响应这些消息。由于只是在运行时做此类检查，所以叫做动态类型。
至于静态类型，是在编译时做检查。当在代码中使用 ARC 时，编译器在编译期间，会做许多的类型检查：因为编译器需要知道哪个对象该如何使用。

其他分析
ObjCUnusedIVarsChecker.cpp是用来检查是否有定义了，但是从未使用过的变量。（
This file defines a CheckObjCUnusedIvars, a checker that analyzes an Objective-C class’s interface/implementation to determine if it has any ivars that are never accessed.）
ObjCSelfInitChecker.cpp是检查在 你的初始化方法中中调用 self 之前，是否已经调用 [self initWith…] 或 [super init] 了（
This checks initialization methods to verify that they assign ‘self’ to the result of an initialization call (e.g. [super init], or [self initWith…]) before using ‘self’ or any instance variable.）。
在这里插入图片描述

中间代码生成和优化

LLVM IR有3种表示形式，但本质上是等价的。

  • text：便于阅读的文本格式，类似于汇编语言，拓展名 .ll
  • memory：内存格式
  • bitcode：二进制格式，拓展名 .bc
    我们对下面代码使用clang -O3 -S -emit-llvm main.m -o main.ll，生成main.ll：
#import <Foundation/Foundation.h>#define a1 1**int** sum(**int** a, **int** b) {**int** c = a + b;**return** c;}**int** main(**int** argc, **const** **char** * argv[]) {**@autoreleasepool** {// insert code here...NSLog(@"Hello, World!");**int** a = 5;NSLog(@"%d", sum(a1, a));}**return** 0;}

; ModuleID = 'main.m'
source_filename = "main.m"
target datalayout = "e-m:o-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-apple-macosx13.0.0"%struct.__NSConstantString_tag = type { i32*, i32, i8*, i64 }@__CFConstantStringClassReference = external global [0 x i32]
@.str = private unnamed_addr constant [14 x i8] c"Hello, World!\00", section "__TEXT,__cstring,cstring_literals", align 1
@_unnamed_cfstring_ = private global %struct.__NSConstantString_tag { i32* getelementptr inbounds ([0 x i32], [0 x i32]* @__CFConstantStringClassReference, i32 0, i32 0), i32 1992, i8* getelementptr inbounds ([14 x i8], [14 x i8]* @.str, i32 0, i32 0), i64 13 }, section "__DATA,__cfstring", align 8 #0
@.str.1 = private unnamed_addr constant [3 x i8] c"%d\00", section "__TEXT,__cstring,cstring_literals", align 1
@_unnamed_cfstring_.2 = private global %struct.__NSConstantString_tag { i32* getelementptr inbounds ([0 x i32], [0 x i32]* @__CFConstantStringClassReference, i32 0, i32 0), i32 1992, i8* getelementptr inbounds ([3 x i8], [3 x i8]* @.str.1, i32 0, i32 0), i64 2 }, section "__DATA,__cfstring", align 8 #0; Function Attrs: mustprogress nofree norecurse nosync nounwind readnone ssp uwtable willreturn
define i32 @sum(i32 %0, i32 %1) local_unnamed_addr #1 {%3 = add nsw i32 %1, %0ret i32 %3
}; Function Attrs: ssp uwtable
define i32 @main(i32 %0, i8** nocapture readnone %1) local_unnamed_addr #2 {%3 = tail call i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush() #3notail call void (i8*, ...) @NSLog(i8* bitcast (%struct.__NSConstantString_tag* @_unnamed_cfstring_ to i8*))notail call void (i8*, ...) @NSLog(i8* bitcast (%struct.__NSConstantString_tag* @_unnamed_cfstring_.2 to i8*), i32 6)tail call void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8* %3)ret i32 0
}; Function Attrs: nounwind
declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush() #3declare void @NSLog(i8*, ...) local_unnamed_addr #4; Function Attrs: nounwind
declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*) #3attributes #0 = { "objc_arc_inert" }
attributes #1 = { mustprogress nofree norecurse nosync nounwind readnone ssp uwtable willreturn "darwin-stkchk-strong-link" "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "probe-stack"="___chkstk_darwin" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="penryn" "target-features"="+cx16,+cx8,+fxsr,+mmx,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+ssse3,+x87" "tune-cpu"="generic" }
attributes #2 = { ssp uwtable "darwin-stkchk-strong-link" "frame-pointer"="all" "min-legal-vector-width"="0" "no-trapping-math"="true" "probe-stack"="___chkstk_darwin" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="penryn" "target-features"="+cx16,+cx8,+fxsr,+mmx,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+ssse3,+x87" "tune-cpu"="generic" }
attributes #3 = { nounwind }
attributes #4 = { "darwin-stkchk-strong-link" "frame-pointer"="all" "no-trapping-math"="true" "probe-stack"="___chkstk_darwin" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="penryn" "target-features"="+cx16,+cx8,+fxsr,+mmx,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+ssse3,+x87" "tune-cpu"="generic" }!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2, !3, !4, !5, !6, !7, !8, !9, !10}
!llvm.ident = !{!11}!0 = !{i32 2, !"SDK Version", [2 x i32] [i32 13, i32 1]}
!1 = !{i32 1, !"Objective-C Version", i32 2}
!2 = !{i32 1, !"Objective-C Image Info Version", i32 0}
!3 = !{i32 1, !"Objective-C Image Info Section", !"__DATA,__objc_imageinfo,regular,no_dead_strip"}
!4 = !{i32 1, !"Objective-C Garbage Collection", i8 0}
!5 = !{i32 1, !"Objective-C Class Properties", i32 64}
!6 = !{i32 1, !"Objective-C Enforce ClassRO Pointer Signing", i8 0}
!7 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!8 = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
!9 = !{i32 7, !"uwtable", i32 1}
!10 = !{i32 7, !"frame-pointer", i32 2}
!11 = !{!"Apple clang version 14.0.0 (clang-1400.0.29.202)"}

接下来 LLVM 会对代码进行编译优化，例如针对全局变量优化、循环优化、尾递归优化等，最后输出汇编代码。使用xcrun clang -S -o - main.m | open -f生成汇编代码：

	.section	__TEXT,__text,regular,pure_instructions.build_version macos, 13, 0	sdk_version 13, 1.globl	_sum                            ## -- Begin function sum.p2align	4, 0x90
_sum:                                   ## @sum.cfi_startproc
## %bb.0:pushq	%rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset %rbp, -16movq	%rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register %rbpmovl	%edi, -4(%rbp)movl	%esi, -8(%rbp)movl	-4(%rbp), %eaxaddl	-8(%rbp), %eaxmovl	%eax, -12(%rbp)movl	-12(%rbp), %eaxpopq	%rbpretq.cfi_endproc## -- End function.globl	_main                           ## -- Begin function main.p2align	4, 0x90
_main:                                  ## @main.cfi_startproc
## %bb.0:pushq	%rbp.cfi_def_cfa_offset 16.cfi_offset %rbp, -16movq	%rsp, %rbp.cfi_def_cfa_register %rbpsubq	$32, %rspmovl	$0, -4(%rbp)movl	%edi, -8(%rbp)movq	%rsi, -16(%rbp)callq	_objc_autoreleasePoolPushmovq	%rax, -32(%rbp)                 ## 8-byte Spillleaq	L__unnamed_cfstring_(%rip), %rdimovb	$0, %alcallq	_NSLogmovl	$5, -20(%rbp)movl	-20(%rbp), %esimovl	$1, %edicallq	_summovl	%eax, %esileaq	L__unnamed_cfstring_.2(%rip), %rdimovb	$0, %alcallq	_NSLogmovq	-32(%rbp), %rdi                 ## 8-byte Reloadcallq	_objc_autoreleasePoolPopxorl	%eax, %eaxaddq	$32, %rsppopq	%rbpretq.cfi_endproc## -- End function.section	__TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str:                                 ## @.str.asciz	"Hello, World!".section	__DATA,__cfstring.p2align	3                               ## @_unnamed_cfstring_
L__unnamed_cfstring_:.quad	___CFConstantStringClassReference.long	1992                            ## 0x7c8.space	4.quad	L_.str.quad	13                              ## 0xd.section	__TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str.1:                               ## @.str.1.asciz	"%d".section	__DATA,__cfstring.p2align	3                               ## @_unnamed_cfstring_.2
L__unnamed_cfstring_.2:.quad	___CFConstantStringClassReference.long	1992                            ## 0x7c8.space	4.quad	L_.str.1.quad	2                               ## 0x2.section	__DATA,__objc_imageinfo,regular,no_dead_strip
L_OBJC_IMAGE_INFO:.long	0.long	64.subsections_via_symbols

	.section	__TEXT,__text,regular,pure_instructions.build_version macos, 13, 0	sdk_version 13, 1.globl	_sum                            ## -- Begin function sum.p2align	4, 0x90

看这几行，他们是汇编指令不是汇编代码
.section指令指定了接下来会执行哪一个段
.globl指令说明_main是一个外部符号。这就是我们的main()函数。这个函数对外部是可见的，因为系统要调用它来运行可执行文件。
.p2align指令指出了后面代码的对齐方式。在我们的代码中，后面的代码会按照 16(2^4) 字节对齐，如果需要的话，用 0x90 补齐。

汇编

在这一阶段，汇编器将上一步生成的可读的汇编代码转化为机器代码。最终产物就是 以 .o 结尾的目标文件。使用Xcode构建的程序会在DerivedData目录中找到这个文件。

链接

这一阶段是将上个阶段生成的目标文件和引用的静态库链接起来，最终生成可执行文件,链接器解决了目标文件和库之间的链接。
可执行文件类型为 Mach-O 类型，在 MAC OS 和 iOS 平台的可执行文件都是这种类型
至此，编译过程结束。
在这里插入图片描述


http://www.ppmy.cn/news/974286.html

相关文章

ElasticSearch学习--数据聚合

ElasticSearch学习--数据聚合

介绍 数据聚合可以帮助我们对海量的数据进行统计分析&#xff0c;如果结合kibana&#xff0c;我们还能形成可视化的图形报表。自动补全可以根据用户输入的部分关键字去自动补全和提示。数据同步可以帮助我们解决es和mysql的数据一致性问题。集群可以帮助我们了解结构和不同节点…
阅读更多...
从简单线性回归到TensorFlow深度学习

从简单线性回归到TensorFlow深度学习

大家好&#xff0c;人工智能近年来变得越来越流行&#xff0c;学习人工智能的需求也随之增加&#xff0c;尤其是许多IT专业人士希望利用机器学习的强大功能&#xff0c;但面临不小的挑战&#xff0c;尤其是在理论和数学上。 步骤1&#xff1a;线性回归 线性回归是一种统计学中…
阅读更多...
【CN-Docker】window11下Docker下开启kubernetes

【CN-Docker】window11下Docker下开启kubernetes

1. 安装Docker 安装docker步骤如下&#xff1a; 下载Docker启用hyper-v 2.1.powershell&#xff0c;管理员运行Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All安装wsl配置Docker镜像加速地址(阿里云) 4.1. "registry-mirrors": [&quo…
阅读更多...
java享元模式

java享元模式

在Java中实现享元模式&#xff0c;可以通过创建一个享元工厂&#xff08;FlyweightFactory&#xff09;和享元对象&#xff08;Flyweight&#xff09;来完成。享元模式用于共享可复用对象&#xff0c;以节省内存和提高性能。 下面是一个简单的示例&#xff1a; 首先&#xff…
阅读更多...
力扣 -- 122. 买卖股票的最佳时机 II

力扣 -- 122. 买卖股票的最佳时机 II

一、题目&#xff1a; 题目链接&#xff1a;122. 买卖股票的最佳时机 II - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 二、解题步骤 下面是用动态规划的思想解决这道题的过程&#xff0c;相信各位小伙伴都能看懂并且掌握这道经典的动规题目滴。 三、参考代码&#xff1a; clas…
阅读更多...
C++实现MySQL数据库连接池

C++实现MySQL数据库连接池

C实现MySQL数据库连接池 涉及技术 MySQL数据库编程、单例模式、STL容器、C11多线程&#xff08;线程互斥、线程互斥、线程同步通信和unique_lock&#xff09;、智能指针shared_ptr、lambda表达式、生产者-消费者线程模型。 项目背景 为了提升MySQL数据库&#xff08;基于C/…
阅读更多...
5.3.tensorRT基础(2)-从下载onnx-tensorrt到配置好并运行起来

5.3.tensorRT基础(2)-从下载onnx-tensorrt到配置好并运行起来

目录 前言1. ONNX解析器更新总结 前言 杜老师推出的 tensorRT从零起步高性能部署 课程&#xff0c;之前有看过一遍&#xff0c;但是没有做笔记&#xff0c;很多东西也忘了。这次重新撸一遍&#xff0c;顺便记记笔记。 本次课程学习 tensorRT 基础-从下载 onnx-tensorrt 到配置好…
阅读更多...
详解C++特性之noexcept (C++11 C++17 C++20)

详解C++特性之noexcept (C++11 C++17 C++20)

引导 throw() 在C11前&#xff0c;使用throw(optional_type_list)来声明某些函数&#xff0c;表示该函数不会抛出异常。 如果函数抛出了异常&#xff0c;则调用 unexpected() 函数&#xff08;C98 标准规定&#xff0c;函数出现异常但未被捕获时会调用 unexpected() 函数(该…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023