本文來自 iOSTips ，作者 Vadim Bulavin
任何 iOS 源代碼在設備上運行之前都需要編譯器的一系列處理，這個過程通常由 Xcode Build System 完成。在這篇文章中，我將介紹 Xcode Build System 的每一個部分。
為何要學編譯知識
說說 OCLint 、SwiftLint 實現原理是怎樣的？
如何編寫 Clang 插件？
Obfuscator-LLVM 在 iOS 中如何實現混淆加固？
iOS 中 Bitcode 到底是如何優化 IPA 包的？
如果以上問題你都可以說個大概，請忽略本文，如果你對以上問題一知半解，但又很感興趣，那么學習並掌握編譯原理相關知識的過程中，你便會自己找到答案，好了接下來我將大概的介紹 iOS 開發中需要了解的編譯流程。
語言處理系統
語言處理系統讓自己輸出一個可執行程序的一組任意源語言編寫的指令。它允許程序員使用高級語言而不是寫作機器代碼大大減少了編程的復雜性。
我們日常使用的語言處理系統 iOS 或 macOS 開發 叫做 Xcode Build System。
Xcode Build System
Xcode 構建系統的主要目的是協調執行各種構建任務,最終將產生一個可執行程序。
Xcode 通過運行一系列編譯器工具集將 iOS 源碼按一定的順序編譯鏈接生成可執行文件，而無需你手動操作，關心編譯鏈接背后復雜的過程。
大部分的語言處理系統,包括 Xcode Build Sytem,包括以下 5 個部分:
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Preprocessor
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Compiler
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Assembler
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Linker
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Loader
這五部分組合起來是下面的流程圖：
讓我們仔細看看每一個步驟。
Preprocessing
預處理步驟的目的是將你的程序做一些處理然后可提供給編譯器。它會處理宏定義、發現依賴關系、解決預處理器指令。
Xcode 解決依賴關系通過底層 llbuild 構建系統。它是開源的,你可以在 Github swift-llbuild 頁面了解更多信息。
Compiler
編譯器是一個程序,將一種語言的源程序用另一種語言映射到一個語義上等價的目標程序。換句話說,它轉換Swift、objective - C和C / C++ 代碼到機器碼。
Xcode 使用兩個不同的編譯器:一個用於 Swift ，另一個用於Objective - C, Objective - C + +和 C / C++文件。
clang 是蘋果官方的 C 語言編譯器。它是開源在:swift-clang。
swiftc 是 Xcode 用來編譯和運行 Swift 源代碼的 Swift 編譯器。
編譯器工作流程如下:
編譯器由兩個主要部分:前端和后端。
前端負責詞法分析，語法分析，生成中間代碼；它還創建並管理符號表,收集關於源程序的信息。
符號表存儲名稱的變量,函數,類,你的名字,每個符號映射到特定的數據。
編譯原理之美
Swift 編譯器,中間語言表示名為 Swift Intermediate Language(SIL)。它是用於進一步分析和優化的代碼。不可能直接從 Swift 中間語言生成機器代碼,因此 SIL 經歷了一系列轉變到 LLVM 中間表示。
后端以中間代碼作為輸入，進行行架構無關的代碼優化，接着針對不同架構生成不同的匯編代碼。
Assembler
Assembler 翻譯開發者可讀的匯編代碼為可重定位的機器碼，最終生成包含數據和代碼的 Mach-O 文件。
機器代碼是一種數字語言，表示一組指令,可以直接由 CPU 執行。它被是可重定位的，因為無論目標文件的地址空間在哪,它將執行的指令相對地址。
Mach-O 文件是一種特殊的 iOS 和 MacOS 文件格式，操作系統用它來描述對象文件、可執行文件和庫。它是一串字節組合形成的有意義的程序塊,將運行在 ARM 處理器上或英特爾處理器。
Linker
鏈接器將各種對象文件和庫鏈接合並為一個可以在 iOS 或 macOS 系統上運行的 Mach-O 可執行文件。鏈接器主要有兩種文件作為輸入，包括這些對象文件的匯編程序和庫的幾種類型(.dylib, .tbd 和 .a)。
鏈接器的作用，就是完成變量、函數符號和其地址綁定這樣的任務。例如，如果在代碼中使用 printf , 鏈接器鏈接這個符號和 libc 庫 printf 函數實現的地方。通常在編譯階段通過創建符號表來解決不同對象文件和庫的引用。
Loader
最后，加載程序是操作系統的一部分,將一個程序加載到內存中,並運行執行它。加載程序負責分配運行程序內存空間和初始化寄存器所需的初始狀態。
總結
作為 iOS 和 macOS 開發者我們主要使用 Xcode Build System 編譯構建我們的應用程序。它的主要組件是:預處理、編譯器、匯編器、連接器和加載程序。Xcode 使用不同的編譯器（swiftc 和 clang）編譯 Swift 和 Objective-C。
對於初學者和經驗豐富的開發人員來說學習掌握 編譯原理基礎知識都頗有益處，這里有一張宮文學老師《編譯原理之美》的關於編譯知識結構體系的思維導圖，可以拿來對每個知識點系統學習。
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