iOS编译原理

What is LLVM?

LLVM编译

The LLVM Project is a collection of modular and reusable compiler and toolchain technologies. Despite its name, LLVM has little to do with traditional virtual machines. The name "LLVM" itself is not an acronym; it is the full name of the project.

  • The LLVM Project 是模块化、可重用的编译器和工具链技术的集合
  • LLVM 包含多个子项目。其中包括我们熟悉的Clang、LLDB

command+B 后做了什么?

Clang编译流程

前端

  • 预处理(Pre-process):他的主要工作就是将宏替换,删除注释展开头文件,生成.i文件。
  • 词法分析(Lexical Analysis):将代码切成一个个 token,比如大小括号,等于号还有字符串等。是计算机科学中将字符序列转换为标记序列的过程。
  • 语法分析(Semantic Analysis):验证语法是否正确,然后将所有节点组成抽象语法树 AST 。Clang 中 Parser 和 Sema 配合完成
  • 静态分析(Static Analysis):使用它来表示用于分析源代码以便自动发现错误。
  • 中间代码生成(Code Generation):开始IR中间代码的生成了,CodeGen 会负责将语法树自顶向下遍历逐步翻译成 LLVM IR,IR 是编译过程的前端的输出后端的输入。

后端

  • 优化(Optimize):LLVM 会去做些优化工作,在 Xcode 的编译设置里也可以设置优化级别-01,-03,-0s,还可以写些自己的 Pass,官方有比较完整的 Pass 教程: Writing an LLVM Pass — LLVM 5 documentation 。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。
  • 生成目标文件(Assemble):苹果平台生成Mach-O
  • 链接(Link):生成 Executable 可执行文件。

What is Clang?

Apple’s official for the C language family
C
C++
Objective-C
Objective-C++

C编译1
C编译2

What is Swiftc?

The Swift compiler is principally responsible for translating Swift source code into efficient, executable machine code. However, the Swift compiler front-end also supports a number of other tools, including IDE integration with syntax coloring, code completion, and other conveniences.

  • Swift编译器主要负责将Swift源代码翻译成高效、可执行的机器码
  • Swift编译器前端还支持许多其他工具,包括与语法着色、代码完成和其他便利集成的IDE
  • 最终输出LLVM IR至LLVM后端,持续优化并生成机械码
Swift编译1.png
  • 采用模块化编译而非引用编译
  • 同一模块编译流程中只有词法分析(Parsing)是重复执行的
  • 同一模块下多文件词法分析结果将会共享,即无需声明式的引用文件
Swift编译2.png
  • swift编译器将clang作为一个共享库的方式引用,用于混编oc代码

Swiftc主要编译流程

Swift编译流程
  • Parsing: The parser is a simple, recursive-descent parser (implemented in lib/Parse) with an integrated, hand-coded lexer. The parser is responsible for generating an Abstract Syntax Tree (AST) without any semantic or type information, and emit warnings or errors for grammatical problems with the input source.

  • Semantic analysis: Semantic analysis (implemented in lib/Sema) is responsible for taking the parsed AST and transforming it into a well-formed, fully-type-checked form of the AST, emitting warnings or errors for semantic problems in the source code. Semantic analysis includes type inference and, on success, indicates that it is safe to generate code from the resulting, type-checked AST.

  • Clang importer: The Clang importer (implemented in lib/ClangImporter) imports Clang modules and maps the C or Objective-C APIs they export into their corresponding Swift APIs. The resulting imported ASTs can be referred to by semantic analysis.

  • SIL generation: The Swift Intermediate Language (SIL) is a high-level, Swift-specific intermediate language suitable for further analysis and optimization of Swift code. The SIL generation phase (implemented in lib/SILGen) lowers the type-checked AST into so-called “raw” SIL. The design of SIL is described in docs/SIL.rst.

  • SIL guaranteed transformations: The SIL guaranteed transformations (implemented in lib/SILOptimizer/Mandatory) perform additional dataflow diagnostics that affect the correctness of a program (such as a use of uninitialized variables). The end result of these transformations is “canonical” SIL.

  • SIL Optimizations: The SIL optimizations (implemented in lib/Analysis, lib/ARC, lib/LoopTransforms, and lib/Transforms) perform additional high-level, Swift-specific optimizations to the program, including (for example) Automatic Reference Counting optimizations, devirtualization, and generic specialization.

  • LLVM IR Generation: IR generation (implemented in lib/IRGen) lowers SIL to LLVM IR, at which point LLVM can continue to optimize it and generate machine code.

参考文献:

What is Swift Compiler
Modules

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 202,607评论 5 476
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,047评论 2 379
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 149,496评论 0 335
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,405评论 1 273
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,400评论 5 364
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,479评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,883评论 3 395
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,535评论 0 256
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,743评论 1 295
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,544评论 2 319
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,612评论 1 329
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,309评论 4 318
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,881评论 3 306
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,891评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,136评论 1 259
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,783评论 2 349
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,316评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容