clang常用語法介紹

前言

clang提供了一些命令,讓我們可以對編譯的過程進行一些配置和檢視,下面我們就對一些常用的指令進行一個基本的介紹.

常用指令

• 檢視編譯的步驟
  clang -ccc-print-phases main.m
  輸出結果

0: input, “main.m”, objective-c
1: preprocessor, {0}, objective-c-cpp-output
2: compiler, {1}, ir
3: backend, {2}, assembler
4: assembler, {3}, object
5: linker, {4}, image
6: bind-arch, “x86_64”, {5}, image

• 檢視編譯結果 : clang -rewrite-objc main.m

• 檢視操作內部命令，可以使用 -### 命令

clang -### main.m -o main

• 想看清clang的全部過程，可以先通過-E檢視clang在預編譯處理這步做了什麼。

clang -E main.m

clang基本語法介紹

針對下面會用到的語法進行分析

• -fmodules
  允許modules的語言特性

• -fsyntax-only
  防止編譯器生成程式碼,只是語法級別的說明和修改

• -Xclang <arg>
  向clang編譯器傳遞引數

• -dump-tokens
  執行前處理器,拆分內部程式碼段為各種token

• -ast-dump
  構建抽象語法樹AST,然後對其進行拆解和除錯

• -S
  只執行預處理和編譯步驟

• -fobjc-arc
  為OC物件生成retain和release的呼叫

• -emit-llvm
  使用LLVM描述彙編和物件檔案

• -o <file>
  輸出到目標檔案

• -c
  只執行預處理,編譯和彙編步驟

其餘的就不多贅述了, 檢視更多的clang使用方法可以在終端輸入clang --hep檢視,也可以點選如下連結: clang options

程式碼編譯的執行步驟拆解

下面我們對iOS程式碼編譯的步驟進行一個簡單的拆解,看看內部是如何實現的.

預處理完成後就會進行詞法分析，這裡會把程式碼切成一個個 Token，比如大小括號，等於號還有字串等。
clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -dump-tokens main.m

然後是語法分析，驗證語法是否正確，然後將所有節點組成抽象語法樹 AST 。
clang -fmodules -fsyntax-only -Xclang -ast-dump main.m

完成這些步驟後就可以開始IR(intermediate representation)中間程式碼的生成了，CodeGen 會負責將語法樹自頂向下遍歷逐步翻譯成 LLVM IR，IR 是編譯過程的前端的輸出後端的輸入。
clang -S -fobjc-arc -emit-llvm main.m -o main.ll

這裡 LLVM 會去做些優化工作，在 Xcode 的編譯設定裡也可以設定優化級別-01，-03，-0s，還可以寫些自己的 Pass，官方有比較完整的 Pass 教程： Writing an LLVM Pass — LLVM 5 documentation 。
clang -O3 -S -fobjc-arc -emit-llvm main.m -o main.ll

Pass 是 LLVM 優化工作的一個節點，一個節點做些事，一起加起來就構成了 LLVM 完整的優化和轉化。
如果開啟了 bitcode 蘋果會做進一步的優化，有新的後端架構還是可以用這份優化過的 bitcode 去生成。
clang -emit-llvm -c main.m -o main.bc

生成彙編
clang -S -fobjc-arc main.m -o main.s

生成目標檔案
clang -fmodules -c main.m -o main.o

生成可執行檔案，這樣就能夠執行看到輸出結果

clang main.o -o main
執行./main
輸出starming rank 14