iOS 编译过程

iOS 编译采用 Clang 作为编译器前端，LLVM 作为编译器后端，编译器前端负责语法分析，语义分析，生成生成中间码 (LLVM IR)，在这个过程中，会进行类型检查，如果发现错误或者警告会标注出来在哪一行；编译器后端会进行机器无关的代码优化，生成机器语言，并且进行机器相关的代码优化。

当一个 xcode 工程 build 之后一般会执行如下几个步骤：

Clang 的编译过程

预处理

预处理器会处理源文件中的宏定义，将代码中的宏用其对应定义的具体内容进行替换，删除注释，展开头文件，产生 .i 文件。

词法分析

预处理完成了以后，开始词法分析，这里会把代码切成一个个 Token，比如大小括号，等于号还有字符串等。

语法分析

语法分析，在 Clang 中由 Parser 和 Sema 两个模块配合完成，验证语法是否正确，根据当前语言的语法，生成语意节点，并将所有节点组合成抽象语法树 AST。

静态分析

一旦编译器把源码生成了抽象语法树，编译器可以对这棵树做分析处理，以找出代码中的错误，比如类型检查：即检查程序中是否有类型错误。例如：如果代码中给某个对象发送了一个消息，编译器会检查这个对象是否实现了这个消息（函数、方法）。此外，clang 对整个程序还做了其它更高级的一些分析，以确保程序没有错误。

类型检查

一般会把类型检查分为两类：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。

LLVM 的编译过程

目标代码的生成与优化

CodeGen 负责将语法树 AST 丛顶至下遍历，翻译成 LLVM IR 中间码，LLVM IR 中间码编译过程的前端的输出后端的输入。

编译器后端主要包括代码生成器、代码优化器。代码生成器将中间代码转换为目标代码，代码优化器主要是进行一些优化，比如删除多余指令，选择合适寻址方式等，如果开启了 bitcode 苹果会做进一步的优化，有新的后端架构还是可以用这份优化过的 bitcode 去生成。优化中间代码生成输出汇编代码，把之前的 .i 文件转换为汇编语言，产生 .s 文件

汇编

目标代码需要经过汇编器处理，把汇编语言文件转换为机器码文件，产生 .o 文件。

链接

链接又分为静态链接和动态链接。
对 .o 文件中的对于其他的库的引用的地方进行引用，生成最后的可执行文件(同时也包括多个 .o 文件进行 link)。

静态链接

静态链接：在编译链接期间发挥作用，把目标文件和静态库一起链接形成可执行文件。

动态链接

动态链接：链接过程推迟到运行时再进行。

如果多个程序都用到了一个库，那么每个程序都要将其链接到可执行文件中，非常冗余，动态链接的话，多个程序可以共享同一段代码，不需要在磁盘上存多份拷贝，但是动态链接发生在启动或运行时，增加了启动时间，造成一些性能的影响。
静态库不方便升级，必须重新编译，动态库的升级更加方便。

参考

点击 Run 之后发生了什么？