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對於平常的應用程序開發，我們很少需要關注編譯和鏈接過程。我們平常Xcode開發就是集成的的開發環境（IDE）,這樣的IDE一般都將編譯和鏈接的過程一步完成，通常將這種編譯和鏈接合併在一起的過程稱爲構建，即使使用命令行來編譯一個源代碼文件,簡單的一句gcc hello.c命令就包含了非常複雜的過程!
正是因爲集成開發環境的強大，很多系統軟件的
運行機制與機理被掩蓋，其程序的很多莫名其妙的錯誤讓我們無所適從，面對程序運行時種種性能瓶頸我們束手無策。我們看到的是這些問題的現象，但是卻很難看清本質，所有這些問題的本質就是軟件運行背後的機理及支撐軟件運行的各種平臺和工具，如果能深入瞭解這些機制，那麼解決這些問題就能夠遊刃有餘。
編譯流程分析
現在我們通過一個C語言的經典例子，來具體瞭解一下這些機制：
#include <stdio.h>
int main(){
printf("Hello World");
return 0;
}
在linux下只需要一個簡單的命令（假設源代碼文件名爲hello.c）：
$ gcc hello.c
$ ./a.out
Hello World
其實上述過程可以分解爲四步:
- 預處理（Prepressing）
- 編譯（Compilation）
- 彙編（Assembly）
- 鏈接（Linking）
預編譯
首先是源代碼文件hello.c和相關的頭文件（如stdio.h等）被預編譯器cpp預編譯成一個.i文件。第一步預編譯的過程相當於如下命令（-E 表示只進行預編譯）：
$ gcc –E hello.c –o hello.i
還可以下面的表達
$ cpp hello.c > hello.i
預編譯過程主要處理源代碼文件中以”#”開頭的預編譯指令。比如#include、#define等，主要處理規則如下：
- 將所有的
#define刪除，並展開所有的宏定義 - 處理所有條件預編譯指令，比如
#if，#ifdef，#elif，#else，#endif - 處理
#include預編譯指令，將被包含的文件插入到該預編譯指令的位置。 - 刪除所有的註釋
//和/**/ - 添加行號和文件名標識，比如
#2 “hello.c” 2。 - 保留所有的
#pragma編譯器指令
截圖個大家看看效果
經過預編譯後的文件（.i文件）不包含任何宏定義，因爲所有的宏已經被展開，並且包含的文件也已經插入到.i文件中，所以當我們無法判斷宏定義是否正確或頭文件包含是否正確時，可以查看預編譯後的文件來確定問題。
編譯（compliation）
編譯過程就是把預處理完的文件進行一系列的：詞法分析、語法分析、語義分析及優化後生產相應的彙編代碼文件，此過程是整個程序構建的核心部分，也是最複雜的部分之一。其編譯過程相當於如下命令：
$ gcc –S hello.i –o hello.s
通過上圖我們不難得出，通過命令得到彙編輸出文件hello.s.
彙編（assembly）
彙編器是將彙編代碼轉變成機器可以執行的指令，每一個彙編語句幾乎對應一條機器令。所以彙編器的彙編過程相對於編譯器來講比較簡單，它沒複雜的語法，也沒有語義，也不需要做指令優化，只是根據彙編指令和機器指令的對照表一一翻譯就可以了。其彙編過程相當於如下命令：
as hello.s –o hello.o
或者
gcc –c hello.s –o hello.o
或者使用gcc命令從C源代碼文件開始，經過預編譯、編譯和彙編直接輸出目標文件：
gcc –c hello.c –o hello.o
鏈接（linking）
鏈接通常是一個讓人比較費解的過程，爲什麼彙編器不直接輸出可執行文件而是輸出一個目標文件呢？爲什麼要鏈接？下面讓我們來看看怎麼樣調用ld纔可以產生一個能夠正常運行的Hello World程序：
注意默認情況沒有gcc / 記得 ：
$ brew install gcc
鏈接相應的庫
下面在貼出我們的寫出的源代碼是如何變成目標代碼的流程圖：
主要通過我們的編譯器做了以下任務：掃描、語法分析、語義分析、源代碼優化、代碼生成和目標代碼優化
到這我們就可以得到以下的文件，不知道你是否有和我一起操作，玩得感覺還是不錯，繼續往下面看
iOS的編譯器
iOS現在爲了達到更牛逼的速度和優化效果，採用了LLVM
LLVM採用三相設計，前端Clang負責解析，驗證和診斷輸入代碼中的錯誤，然後將解析的代碼轉換爲LLVM IR，後端LLVM編譯把IR通過一系列改進代碼的分析和優化過程提供，然後被髮送到代碼生成器以生成本機機器代碼。
編譯器前端的任務是進行：
- 語法分析
- 語義分析
- 生成中間代碼(intermediate representation )
在這個過程中，會進行類型檢查，如果發現錯誤或者警告會標註出來在哪一行。
以上圖解內容所做的是事情和gcc編譯一模模一樣樣！
iOS程序-詳細編譯過程
- 1.寫入輔助文件：將項目的文件結構對應表、將要執行的腳本、項目依賴庫的文件結構對應表寫成文件，方便後面使用；並且創建一個
.app包，後面編譯後的文件都會被放入包中； - 2.運行預設腳本：
Cocoapods會預設一些腳本，當然你也可以自己預設一些腳本來運行。這些腳本都在Build Phases中可以看到； - 3.編譯文件：針對每一個文件進行編譯，生成可執行文件
Mach-O，這過程LLVM的完整流程，前端、優化器、後端； - 4.鏈接文件：將項目中的多個可執行文件合併成一個文件；
- 5.拷貝資源文件：將項目中的資源文件拷貝到目標包；
- 6.編譯
storyboard文件：storyboard文件也是會被編譯的； - 7.鏈接
storyboard文件：將編譯後的storyboard文件鏈接成一個文件； - 8.編譯
Asset文件：我們的圖片如果使用Assets.xcassets來管理圖片，那麼這些圖片將會被編譯成機器碼，除了icon和launchImage； - 9.運行
Cocoapods腳本：將在編譯項目之前已經編譯好的依賴庫和相關資源拷貝到包中。 - 10.生成
.app包 - 11.將
Swift標準庫拷貝到包中 - 12.對包進行簽名
- 13.完成打包
編譯過程的確是個比較複雜的過程，還有鏈接！並不是說難就不需要掌握，我個人建議每一個進階路上iOS開發人員，都是要了解一下的。不需要你多麼牛逼，但是你能在平時的交流討論，面試中能點出一個兩個相應的點，我相信絕對是逼格滿滿！
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