iOS开发编译和链接

我们在平时编写代码的时候都很少去关注编译的这个过程，但是作为一个程序员多了解一点知识还是很有必要的。

编译流程

编译流程分为四步，

• 预处理（Prepressing）
• 编译（Compilation）
• 汇编（Assembly）
• 链接（Linking）

预处理（预编译Prepressing）

预处理和预编译都是一个道理，作为编译的第一步，首先将main.m文件编译成了main.i文件，指令如下：

clang -E main.m -o main.i

预处理的过程虽然是将main.m文件编译成了mian.i文件，但是实际上的过程并不是这么简单的，那么具体的预编译情况是什么样的呢：
预编译是要处理源代码中以#开头的所有预编译指令。规则如下：

1. #define 删除，并展开对应的宏定义。
2. 处理所有的条件预编译指令。如#if、#ifdef、#else、#endif。
3. #include ＆ #import 包含的文件递归插入到此处(含#处)。
4. 删除所有的注释 //、/**/等。
5. 添加行号和文件名标识。如 # 1 “main.m"（编译调试会用到）。

编译（Compilation）

将main.i文件编译成main.s文件，指令如下:

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。

汇编（Assembly）

将main.s文件编译成main.o文件(也就是我们常说的目标文件)，指令如下:

clang -c main.s -o main.o

这个过程就是把上面得到的main.s文件里面的汇编指令翻译成机器指令，最终生成等到main.o

链接（Linking）

这个过程就是将main.o编译成对应的Mach-O文件，也就是我们常说的可执行文件，指令如下：

clang main.o -o main

链接的本质就是把一个或多个目标文件和需要的库（静态库/动态库，如果需要的话）组合成一个文件（Mach-O可执行文件）

总结

编译的大致过程也就是这样，下面这张流程图相对更加直观一点，可以帮助我们更好的记忆：

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