iOS程序員的自我修養-編譯、連接過程（一）

目錄

• iOS程序員的自我修養-前言（零）
• iOS程序員的自我修養-編譯、連接過程（一）
• iOS程序員的自我修養-MachO文件結構分析（二）
• iOS程序員的自我修養-MachO文件靜態連接（三）
• iOS程序員的自我修養-MachO文件動態連接（四）
• iOS程序員的自我修養-fishhook原理（五）

被隱藏了的過程

OC是用Clang/LLVM來編譯的。接下來我將用clang來展開整個過程。main.m文件源碼以下：

//main.m文件
#import <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[]) {
    printf("hello ~");
    return 0;
}

複製代碼

平時用Xcode去Build，一鍵從源碼到程序。這個過程當中隱藏了預處理、編譯、彙編和連接4個過程以下：

預處理（預編譯Prepressing）

clang -E main.m -o main.i
複製代碼

處理源代碼文件中的以"#"開頭的預編譯指令。規則以下：

1. "#define"刪除並展開對應宏定義。
2. 處理全部的條件預編譯指令。如#if/#ifdef/#else/#endif。
3. "#include/#import"包含的文件遞歸插入到此處。
4. 刪除全部的註釋"//或/**/"。
5. 添加行號和文件名標識。如「# 1 "main.m"」,編譯調試會用到。

編譯（Compilation）

clang -S main.i -o main.s
複製代碼

編譯就是把上面獲得的.i文件進行：詞法分析、語法分析、靜態分析、優化生成相應的彙編代碼，獲得.s文件。

1. 詞法分析：源代碼的字符序列分割成一個個token（關鍵字、標識符、字面量、特殊符號），好比把標識符放到符號表（靜態連接那篇，重點講符號表）。
2. 語法分析：生成抽象語法樹 AST，此時運算符號的優先級肯定了；有些符號具備多重含義也肯定了，好比「*」是乘號仍是對指針取內容；表達式不合法、括號不匹配等，都會報錯。
3. 靜態分析：分析類型聲明和匹配問題。好比整型和字符串相加，確定會報錯。
4. 中間語言生成：CodeGen根據AST自頂向下遍歷逐步翻譯成 LLVM IR，而且在編譯期就能夠肯定的表達式進行優化，好比代碼裏t1=2+6，能夠優化t1=8。（假如開啓了bitcode，）
5. 目標代碼生成與優化：根據中間語言生成依賴具體機器的彙編語言。並優化彙編語言。這個過程當中，假若有變量且定義在同一個編譯單元裏，那給這個變量分配空間，肯定變量的地址。假如變量或者函數不定義在這個編譯單元，得連接時候，才能肯定地址。

彙編（Assembly）

clang -c main.s -o main.o
複製代碼

彙編就是把上面獲得的.s文件裏的彙編指令一一翻譯成機器指令。獲得.o文件，也就是目標文件，後面會重點講的Mach-O文件。

連接（Linking）

clang main.o -o main
複製代碼

遠古時代，一個程序只有一個源代碼文件，致使程序的維護很是困難。如今程序都是分模塊組成，好比一個App，對應有多個源代碼文件。每一個源代碼文件彙編成目標文件，根據上面流程A目標文件訪問B目標文件的函數或者變量，是不知道地址的，連接就是要解決這個問題。連接過程主要包括地址和空間分配、符號決議和重定位。

連接就是把目標文件（一個或多個）和須要的庫（靜態庫/動態庫）連接成可執行文件。後面會分別講靜態連接和動態連接。

引用

《程序員的自我修養-連接、裝載與庫》