背景描述：

在cocpoads管理下自研庫和第三方的開源庫可以使用frameWork的方式集成到主工程中打毛，在我們編譯過程中柿赊，只要不改動pod下集成的庫代碼，第一次編譯后幻枉，第三方庫會編譯成frameWork碰声，通過Xcode 的 buildSetting 的 framework search Path 記錄所有生成的framework地址，在項目的編譯后期去link這些framework 熬甫。在沒有修改pod子工程的庫文件前提下胰挑，之后的每一次build都直接link緩存中編譯過的framework文件。但是當文件編譯成framework椿肩，成為了可執(zhí)行的二進制文件瞻颂，我們卻任然可以借助Xcode做源碼調(diào)試。那么Xcode工具是如何通過一個二進制文件執(zhí)行時找到它對應的源碼文件的郑象？

鑒于上個問題贡这，我們可以先看看Xcode的編譯過程

Xcode作為一個GUI工具，實際上是通過調(diào)用一系列的命令行工具厂榛，將命令行工具處理的結(jié)果匯總輸出盖矫。Xcode 使用clang編譯器進行編譯 會使用一系列 xcrun clang 的命令來編譯文件，xcrun是用來定位clang工具位置的

接著看編譯過程中都經(jīng)歷了些什么击奶？
大致過程如下：

1.文件預處理

符號化 (Tokenization)
宏定義的展開
include 的展開

2.語法語義分析

將符號化后的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為一棵解析樹 (parse tree)
解析樹做語義分析
輸出一棵抽象語法樹（Abstract Syntax Tree* (AST)）

3.代碼生成和優(yōu)化

將 AST 轉(zhuǎn)換為更低級的中間碼 (LLVM IR)
對生成的中間碼做優(yōu)化
生成特定目標代碼
輸出匯編代碼

4.匯編器

將匯編代碼轉(zhuǎn)換為目標對象文件辈双。

5.link文件

將多個目標對象文件合并為一個可執(zhí)行文件 (或者一個動態(tài)庫)

整個過程比較復雜，特別是語義分析柜砾，和代碼優(yōu)化過程湃望，可以先簡單的看一下與處理過程。clang 有很多命令，可以通過

`$xcrun clang —help `

查看提示信息

其中關(guān)于預編譯的：

-c                      Only run preprocess, compile, and assemble steps
-E                      Only run the preprocessor

我嘗試使用上面的命令預編譯了main.c文件
main.c文件：

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("Hello World!\n");
    return 0;
}

在main.c當前目錄下執(zhí)行
xcrun clang -E main.c | open -f

Open -f 是將預編譯結(jié)果在文件中打開证芭，預編譯部分結(jié)果截圖如下：

1.png

2.png

預編譯過程因為要展開所有的宏定義瞳浦，inclue , import。 輸出的文件中行前面的 “#”號 （hash） 接著的數(shù)字 代表的插入的源文件中的行號檩帐， 后面的文件路徑代表的是需要引入的文件的路徑 后面的數(shù)字代表的是引入的內(nèi)容在新生成的文件所在的行數(shù)术幔，hash下面跟的內(nèi)容是指定文件 指定行數(shù) 所引入的內(nèi)容，例如第二張圖中
將 /Application/Xcode.app/Contents/Developer/platforms/MacOSX10.12.sdk/usr/include/machine/_types.h 文件中的第33行湃密，34行诅挑，55行的代碼段
插入新生成的文件中。

Xcode也支持查看文件的預編譯結(jié)果 泛源，選中文件點擊product—>perform Action —>preprocess,之后便能看到預編譯的結(jié)果拔妥，可以對比所引入的文件所在行數(shù)和引入的內(nèi)容是否對應。

Xcode基于預編譯的結(jié)果去構(gòu)建語法樹达箍，生成中間字節(jié)碼没龙，下面是hello world的LLVM中間字節(jié)碼

3.png

可以簡單了解一下上面llvm中間碼的意思，@符號是LLVM中間字節(jié)碼（IR）的變量前綴缎玫，@代表全局變量標志硬纤，%代表局部變量標志。@.str是全局變量名赃磨，%cast210 是局部變量的名稱 筝家。i8, i32，i64代表的存儲字節(jié)類型邻辉，char是i8溪王，一個字節(jié)，int是i32值骇，4個字節(jié)莹菱。@main，@put吱瘩，@puts是方法名道伟，在IR中function和全局變量統(tǒng)稱全局值（global values）都是@前綴標志。

根據(jù)中間字節(jié)碼（LLVM的字節(jié)碼）做代碼優(yōu)化使碾，優(yōu)化后輸出匯編代碼皱卓。

可以使用下面命令來查看生成的匯編代碼：
xcrun clang -S -o - main.c | open -f
結(jié)果如下圖：

4.png

按照上面說的步驟，就進入了調(diào)用匯編器編譯匯編代碼了部逮，匯編器將匯編代碼轉(zhuǎn)換成機器碼，稱為目標對象文件嫂易，在MacOSX兄朋， ios下為 Mach-O文件格式下圖是蘋果官方文檔對mach-o文件格式的介紹：

5.png

6.png

剛好與蘋果給出的結(jié)構(gòu)圖相匹配,可以暫時先簡單的了解下傅事，__TEXT segment 包含了被執(zhí)行的代碼，它被以只讀和可執(zhí)行的方式映射峡扩。__DATA segment 中包含了可讀寫數(shù)據(jù)蹭越， 以可讀寫和不可執(zhí)行的方式映射，它包含了將會被更改的數(shù)據(jù)教届。__LINKEDIT segment 包含了動態(tài)鏈接器的原始數(shù)據(jù)响鹃，如符號，字符串和重定位的表的入口.

7.png

最后進入連接器連接的階段
鏈接器解決了目標文件和庫之間的鏈接案训，鏈接器需要將所需的lib函數(shù)（可以理解為系統(tǒng)提供的函數(shù)）买置，庫函文件的內(nèi)存地址編碼進最后的可執(zhí)行文件中，接著鏈接器會輸出可以運行的執(zhí)行文件：a.out强霎，得到a.out 命令為：
xcrun clang man.c
用size 工具查看a.out的文件結(jié)構(gòu)

8.png

可以看到 main.c文件生成的可執(zhí)行文件a.out 的虛擬地址空間從0x10000000 開始的忿项，之前的地址是不可訪問

此時在借助mac下可執(zhí)行文件的閱讀器。machOView工具城舞，看生成的a.out的文件結(jié)構(gòu)和內(nèi)容轩触，發(fā)現(xiàn)了一張叫symbols的表

9.png

這里面就很清楚的記錄了，編譯前的字符串家夺，在編譯成二進制可執(zhí)行文件后的虛擬地址脱柱，和app打包生成的dsym基本類似，這就可以猜想秦踪，蘋果是如何通過crash的二進制棧信息解析出可讀性的程序代碼調(diào)用棧的褐捻。借助symbols表給我的希望，我用machOView打開了我編譯生成的frameWork

原諒我把圖片糊得像翔椅邓。柠逞。。景馁。因為是公司的項目的frameWork

首先第一張里表示了在不同平臺下的可執(zhí)行數(shù)據(jù)板壮，當前frameWork可在ARM，X86合住，Arm64绰精，X86_64平臺下執(zhí)行

一.png

第二張圖是所有frameWork內(nèi)的類名對應的編譯生成的虛擬地址

二.png

第三張是挑了第二張圖中的一個類的symbols表，記錄的是當前文件編譯后的字符對照表透葛。

三.png

那么有了以上三張表的對比后我們很容易的了解到Xcode工具如何通過運行期間的二進制地址對應到具體文件的具體代碼調(diào)用了笨使。