64-bit Tips

終究還是來了。Apple下發了支持64位的最後通牒:

As we announced in October, beginning February 1, 2015 new iOS apps submitted to the App Store must include 64-bit support and be built with the iOS 8 SDK. Beginning June 1, 2015 app updates will also need to follow the same requirements. 

早應該做的適配終於要開始動工了,苦了64位的CPU運行了這麼久32位的程序。前段時間公司項目完成了64-bit包的適配,本沒那麼複雜的事被無數不標準的老代碼攪和的不輕,總結幾個Tip共勉。

Tips

拒絕基本數據類型和隱式轉換

首當其衝的就是基本類型,比如下面4個類型在32-bit和64-bit下分別是多長呢? 

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size_t s1 = sizeof(int);
size_t s2 = sizeof(long);
size_t s3 = sizeof(float);
size_t s4 = sizeof(double);

32-bit下:4, 4, 4, 8;64-bit下:4, 8, 4, 8
(PS: 這個結果隨編譯器,換其他平臺可不一定)
它們的長度變化可能並非我們對64-bit長度加倍的預期,所以說,程序中出現sizeof的代碼多看兩眼。而且,除非你明確知道自己在做什麼,應該使用下面的類型代替基本類型: 

  • int -> NSInteger
  • unsigned -> NSUInteger
  • float -> CGFloat
  • 動畫時間 -> NSTimeInterval

這些都是SDK中定義的類型,而我們大部分時間都在跟SDK的API們打交道,使用它們能將類型轉換的影響降低很多。

再比如說下面的代碼: 

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NSArray *items = @[@1, @2, @3];
for (int i = -1; i < items.count; i++) {
    NSLog(@"%d", i);
}

結果是,for循環一次都沒有進。
數組的countNSUInteger類型的,-1與其比較時隱式轉換成NSUInteger,變成了一個很大的數字: 

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(lldb) p i
(int) $0 = -1
(lldb) p (NSUInteger)i
(NSUInteger) $1 = 18446744073709551615

這和64-bit到沒啥關係,想要說明的是,這種隱式轉換也需要小心,一定要注意和這個變量相關的所有操作(賦值、比較、轉換)
老式for循環可以考慮寫成: 

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for (NSUInteger index = 0; index < items.count; index++) {}

當然,數組遍歷還是更推薦用for-inblock版本的,它們之間的比較可以回顧下這篇文章

使用新版枚舉

和上面的原因差不多,枚舉應該使用新版的寫法: 

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typedef NS_ENUM(NSInteger, UIViewAnimationCurve) {
    UIViewAnimationCurveEaseInOut,
    UIViewAnimationCurveEaseIn,
    UIViewAnimationCurveEaseOut,
    UIViewAnimationCurveLinear
};

不僅能爲枚舉值指定類型,而且當賦值賦錯類型時,編譯器還會給出警告,沒理由不用這種寫法。

替代Format字符串

適配64-bit時,你是否遇到了下面的噁心寫法: 

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NSArray *items = @[@1, @2, @3];
NSLog(@"數組元素個數:%lu", (unsigned long)items.count);

一般情況下,利用NSNumber@語法糖就可以解決: 

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NSArray *items = @[@1, @2, @3];
NSLog(@"數組元素個數:%@", @(items.count));

同理,int轉string也可以: 

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NSInteger i = 10086;
NSString *string = @(i).stringValue;

當然,如需要%.2f這種Format就不適用了。

64-bit下的BOOL

32-bit下,BOOL被定義爲signed char,@encode(BOOL)的結果是'c'
64-bit下,BOOL被定義爲bool,@encode(BOOL)結果是'B'
更直觀的解釋是: 

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(lldb) p/t (signed char)7
(BOOL) $0 = 0b00000111 (YES)
(lldb) p/t (bool)7
(bool) $1 = 0b00000001 (YES)

32-bit版本的BOOL包括了256個值的可能性,還會引起一些坑,像這篇文章所說的。而64-bit下只有0(NO),1(YES)兩種可能,終於給BOOL正了名。 

不直接取isa指針

編譯器已經默認禁用了這種使用,isa指針在32位下是Class的地址,但在64位下利用bits mask才能取出來真正的地址,若真需要,使用runtime的object_getClass 和object_setClass方法。關於64位下isa的講解可以看這篇文章

解決第三方lib依賴和lipo命令

以源碼形式出現在工程中的第三方lib,只要把target加上arm64編譯就好了。
噁心的就是直接拖進工程的那些靜態庫(.a)或者framework,就需要重新找支持64-bit的包了。這時候就能看出哪些是已無人維護的lib了,是時候找個替代品了(比如我全網找不到工程中用到的一個音頻庫的64位包,終於在一個哥們的github上找到,哭着給了個star- -) 

打印Mach-O文件支持的架構

如何看一個可執行文件是不是支持64-bit呢? 

使用lipo -info命令,比如看看UIKit支持的架構: 

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// 當前在Xcode Frameworks目錄
sunnyxx$ lipo -info UIKit.framework/UIKit
Architectures in the fat file: UIKit.framework/UIKit are: arm64 armv7s

想看的更詳細的信息可以使用lipo -detailed_info: 

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sunnyxx$ lipo -detailed_info UIKit.framework/UIKit 
Fat header in: UIKit.framework/UIKit
fat_magic 0xcafebabe
nfat_arch 2
architecture arm64
    cputype CPU_TYPE_ARM64
    cpusubtype CPU_SUBTYPE_ARM64_ALL
    offset 4096
    size 16822272
    align 2^12 (4096)
architecture armv7s
    cputype CPU_TYPE_ARM
    cpusubtype CPU_SUBTYPE_ARM_V7S
    offset 16826368
    size 14499840
    align 2^12 (4096)

當然,還可以使用file命令: 

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sunnyxx$ file UIKit.framework/UIKit 
UIKit.framework/UIKit: Mach-O universal binary with 2 architectures
UIKit.framework/UIKit (for architecture arm64):Mach-O 64-bit dynamically linked shared library
UIKit.framework/UIKit (for architecture armv7s):Mach-O dynamically linked shared library arm

上述命令對Mach-O文件適用,靜態庫.a文件,framework中的.a文件,自己app的可執行文件都可以打印下看看。 

合併多個架構的包

如果,我們有MyLib-32.aMyLib-64.a,可以使用lipo -create命令合併: 

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sunnyxx$ lipo -create MyLib-32.a MyLib-64.a -output MyLib.a

支持64-bit後程序包會變大麼?

會,支持64-bit後,多了一個arm64架構,理論上每個架構一套指令,但相比原來會大多少還不好說,我們這裏增加了大概50%,還有聽說會增加一倍的。

一個lib包含了很多的架構,會打到最後的包裏麼?

不會,如果lib中有armv7, armv7s, arm64, i386架構,而target architecture選擇了armv7s, arm64,那麼只會從lib中link指定的這兩個架構的二進制代碼,其他架構下的代碼不會link到最終可執行文件中;反過來,一個lib需要在模擬器環境中正常link,也得包含i386架構的指令。

Checklist

最後列一下官方文檔中的注意點: 

  • 不要將指針強轉成整數
  • 程序各處使用統一的數據類型
  • 對不同類型的整數做運算時一定要注意
  • 需要定長變量時,使用如int32_t, int64_t這種定長類型
  • 使用malloc時,不要寫死size
  • 使用能同時適配兩個架構的格式化字符串
  • 注意函數和函數指針(類型轉換和可變參數)
  • 不要直接訪問Objective-C的指針(isa)
  • 使用內建的同步原語(Primitives)
  • 不要硬編碼虛存頁大小
  • Go Position Independent

References

https://developer.apple.com/library/prerelease/ios/documentation/General/Conceptual/CocoaTouch64BitGuide/Introduction/Introduction.html#//apple_ref/doc/uid/TP40013501-CH1-SW1
http://www.sealiesoftware.com/blog/archive/2013/09/24/objc_explain_Non-pointer_isa.html
http://www.bignerdranch.com/blog/64-bit-smorgasbord/
http://www.bignerdranch.com/blog/bools-sharp-corners/


文章地址:http://blog.sunnyxx.com/2014/12/20/64-bit-tips/

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