Xcode的编译过程

开发者 · 2024-9-21 06:34:21

本日我们来对iOS开发的常用工具Xcode的编译流程举行一个简朴的相识和分析

OC：source code > Clang  ->  LLVM -> Backend ->  Executable
Clang做的变乱是词法分析-> token流->语法分析-> AST -> LLVM IR
AST(Abstract Syntax Tree  抽象语法树)
IR(intermediate representation  中央代码)
swift：source code > swiftc  ->  LLVM -> Backend ->  Executable
swiftc：swift AST -> Raw Swift IL -> Canonical Swift IL -> LLVM IR
Raw Swift IL ： Swift特有的中央代码
Canonical Swift IL：将Raw Swift IL举行降级简化成更加简便的中央代码版本
swift的编译器前端是swiftc，于Clang相比，LLVM的前端编译过程中，AST和IR之间，多了一层SIL(Swift Intermediate Language)，这么做的目的是渴望增补clang编译器的一些缺陷，好比无法实验一些高级分析，可靠的诊断和优化，而 AST 和LLVM IR 都不是合适的选择。因此，SIL应运而生，用来办理现有的缺陷
AST(Abstract Syntax Tree  抽象语法树)

天生AST的过程
词法分析（lexical analysis）
也叫扫描器，让源代码的字符流根据构词规范天生token流
tokenize：tokenize就是按照肯定的规则，比方token令牌（通常代表关键字，变量名，语法符号等），将代码分割为一个个的“串”，也就是语法单位）。涉及到词法分析的时间，常会用到tokennize。
语法分析（parse analysis）是编译过程的一个逻辑阶段。语法分析的使命是在词法分析的根本上将单词序列组合成语法树，如“步伐”，“语句”，“表达式”等等.语法分析步伐判定源步伐在结构上是否精确。源步伐的结构由上下文无关文法形貌。
Clang：

AST的转换例子
@property (nonatomic, strong) NSString *haoyuString

S:属性(Property)是Objective-C语言的此中一个特性,它把类对象中的实例变量及其读写方法同一的封装
天生的AST如下：
ObjCPropertyDecl 0x7f96f693a400 <line:13:1, col:41> col:41 haoyuString 'NSString *' readwrite nonatomic strong | |-ObjCMethodDecl 0x7f96f693a478 <col:41> col:41 implicit - haoyuString 'NSString *' | |-ObjCMethodDecl 0x7f96f693a4f8 <col:41> col:41 implicit - setHaoyuString: 'void' | | `-ParmVarDecl 0x7f96f693a578 <col:41> col:41 haoyuString 'NSString *'常见的数据范例声明在AST中表现
NSString *str = @"hahahah"; //oc中赋值代码AST中的表现为：
VarDecl 0x7fd06cc91ae8 <line:24:5, col:22> col:15 str 'NSString *__strong' cinit //声明局部变量 | | | `-ObjCStringLiteral 0x7fd06cc91ba8 <col:21, col:22> 'NSString *' //声明变量范例 | | |  `-StringLiteral 0x7fd06cc91b88 'char [8]' lvalue "hahahah" //右边的字符串有char范例表现String：StringLiteral
NSInteger ,Int:  IntegerLiteral
Float:  FloatingLiteral
Array: ObjCArrayLiteral
Dictionary : ObjCDictionaryLiteral
将源代码天生语法树 AST：
clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.mSwiftc:

天生AST的方式和Clang类似，这里偏重先容下swiftc编译器的SIL(Swift Intermediate Language )
1.天生的main.swift文件中编写如下代码

import Foundationclass Teacher { var age: Int = 18 var name: String = "Tom"}var person = Teacher()person.age = 6通过终端进入main.swift地点的文件夹，输入如下指令：
swiftc -emit-sil main.swift  //天生了main.sil文件// 打开`main.sil` 文件，起首看到了Teacher的声明class Teacher {  @_hasStorage @_hasInitialValue var age: Int { get set }  @_hasStorage @_hasInitialValue var name: String { get set }  @objc deinit  init()}@_hasStorage @_hasInitialValue var person: Teacher { get set }// personsil_global hidden @main.person : main.Teacher : $Teacher

@_hasStorage表现的是储存属性
@_hasInitialValue表现的是具有初始值
@sil_global表现的是全局变量
一个析构方法deinit
一个初始化函数init()

这里声明白Teacher类，并界说了一个全局的person属性，属于Teacher类
2.看下main.sil文件中的main 函数

每个步伐的开始都是main函数，swift语言也不例外，但是swift中的main函数被潜伏了，main.swift文件就代表了整个main函数，在文件里写的代码会在main中运行
// main函数，相当于c步伐入口函数int main(int argc, char * argv[])sil @main : $@convention(c) (Int32, UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>) -> Int32 {//%0，%1……在SIL也叫寄存器，这里我们可以明白为我们一样寻常开发的常量，//一旦赋值之后就不可以在修改，如果SIL中还要继承利用，那么就不停的累加数字bb0(%0 : $Int32, %1 : $UnsafeMutablePointer<Optional<UnsafeMutablePointer<Int8>>>)://初始化全局变量person alloc_global是创建一个全局变量 alloc_global @main.person : main.Teacher // id: %2//创建对之前由alloc_global初始化的全局变量地点的引用//global_addr是拿到全局变量的地点，赋值给%3 %3 = global_addr @main.person : main.Teacher : $*Teacher // users: %7, %8//元范例Teacher//metatype是拿到Teacher的Metaldata赋值给%4 %4 = metatype $@thick Teacher.Type // user: %6// 方法__allocating_init()的引用//接下来就是将__allocating_init()的函数地点赋值给%5 %5 = function_ref @main.Teacher.__allocating_init() -> main.Teacher : $@convention(method) (@thick Teacher.Type) -> @owned Teacher // user: %6//调用函数__allocating_init，并传入参数元范例Teacher//apply是调用函数，这里是调用%5也就是__allocating_init()，%4是参数，并将返回值给%6 %6 = apply %5(%4) : $@convention(method) (@thick Teacher.Type) -> @owned Teacher // user: %7//将函数__allocating_init的结果存入person的引用//然后将%6的值存储到%3，也就是我们刚刚创建的全局变量的地点 store %6 to %3 : $*Teacher // id: %7//开始访问全局变量地点的引用 %8 = begin_access [read] [dynamic] %3 : $*Teacher // users: %9, %11//将内容载入%9 %9 = load %8 : $*Teacher // users: %16, %14, %15, %10//引用计数加一 strong_retain %9 : $Teacher // id: %10//竣事访问 end_access %8 : $*Teacher // id: %11//创建字面量6 %12 = integer_literal $Builtin.Int64, 6 // user: %13//天生Int值6，swift中Int是结构体 %13 = struct $Int (%12 : $Builtin.Int64) // user: %15//Teacher.age的setter方法 %14 = class_method %9 : $Teacher, #Teacher.age!setter : (Teacher) -> (Int) -> (), $@convention(method) (Int, @guaranteed Teacher) -> () // user: %15//调用setter方法，传入Int值6，和类实例自己 %15 = apply %14(%13, %9) : $@convention(method) (Int, @guaranteed Teacher) -> ()//引用计数减一 strong_release %9 ://创建字面量0 %17 = integer_literal $Builtin.Int32, 0 // user: %18//天生Int值0，swift中Int是结构体 %18 = struct $Int32 (%17 : $Builtin.Int32) // user: %19//末了将0从main函数中返回出去 return %18 : $Int32 // id: %16} // end sil function 'main'

@main 这里是标示我们当前main.swift的入口函数，SIL中的标示符以 @作为前缀
%0，%1……在SIL也叫寄存器，这里我们可以明白为我们一样寻常开发的常量，一旦赋值之后就不可以在修改，如果SIL中还要继承利用，那么就不停的累加数字
alloc_global是创建一个全局变量
global_addr是拿到全局变量的地点，赋值给%3
metatype是拿到Teacher的Metaldata赋值给%4
接下来就是将__allocating_init()的函数地点赋值给%5
apply是调用函数，这里是调用%5也就是__allocating_init()，%4是参数，并将返回值给%6
然后将%6的值存储到%3，也就是我们刚刚创建的全局变量的地点
然后是构建Int并return

3. 这内里有些固定搭配

1.初始化一个引用
//初始化全局变量person  alloc_global @main.person : main.Teacher//创建对之前由alloc_global初始化的全局变量地点的引用  %3 = global_addr @main.person : main.Teacher 2.调用一个方法
// 方法__allocating_init()的引用  %5 = function_ref @main.Teacher.__allocating_init() -> main.Teacher : $@convention(method) (@thick Teacher.Type) -> @owned Teacher//调用函数__allocating_init，并传入参数元范例Teacher  %6 = apply %5(%4) : $@convention(method) (@thick Teacher.Type) -> @owned Teacher3.得到swfit的根本范例
//创建字面量6  %12 = integer_literal $Builtin.Int64, 6//天生Int值6，swift中Int是结构体  %13 = struct $Int (%12 : $Builtin.Int64)swiftc命令：

天生可实验文件：swiftc -o main.out main.swift天生抽象语法树的命令(AST)：swiftc main.swift -dump-ast天生中央语言（SIL）：swiftc main.swift -emit-silLLVM中央表现层（LLVM IR）：swiftc main.swift -emit -ir天生汇编语言：swiftc main.swift -emit-assembly

Xcode的编译过程

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