分类 Apple 下的文章 - 记录学习的过程

2023-03-29

2023年03月29日
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2022-11-23

Swift 学习介绍最近打算重新学习一下 Swift，因为之前一直使用 objc 的思维模式写 Swift，另外想进一步了解 Swift 语言的设计实现，应该能丰富我的认知。特意找了个旧设备装上 macOS 10.14.6 系统，并安装上 Xcode 11 ，新版本语法特性太多，暂时先不考虑，只从早期 ABI 稳定又稍微升级过的 5.1 版本开始。swift -version # Apple Swift version 5.1.3 (swiftlang-1100.0.282.1 clang-1100.0.33.15) # Target: x86_64-apple-darwin18.7.0Swift 编译流程开始之前，先了解下 Swift 语言的编译流程图中命令其实是独立的，这样画只是说明它经历过哪些环节，先是从 Swift 代码开始，编译器会对代码进行分词，解析，生成抽象语法树，这期间会进行语义分析，譬如类型检查之类的操作。接着就是把生成的 ast 转成 sil，既然有 sil，那自然就是优化 sil，完了就生成 LLVM 的 IR 码，然后通过 LLVM 把得到的 IR 码转成机器代码（期间会进行编译，链接库等操作，然后才生成对应平台的二进制文件）。Swift 基本命令swiftc 这个是编译器的命令，可以通过 swiftc --help 来查看有哪些参数。OVERVIEW: Swift compiler USAGE: swiftc MODES: -dump-ast Parse and type-check input file(s) and dump AST(s) -dump-parse Parse input file(s) and dump AST(s) -dump-scope-maps <expanded-or-list-of-line:column> Parse and type-check input file(s) and dump the scope map(s) -dump-type-info Output YAML dump of fixed-size types from all imported modules -dump-type-refinement-contexts Type-check input file(s) and dump type refinement contexts(s) -emit-assembly Emit assembly file(s) (-S) -emit-bc Emit LLVM BC file(s) -emit-executable Emit a linked executable -emit-imported-modules Emit a list of the imported modules -emit-ir Emit LLVM IR file(s) -emit-library Emit a linked library -emit-object Emit object file(s) (-c) -emit-sibgen Emit serialized AST + raw SIL file(s) -emit-sib Emit serialized AST + canonical SIL file(s) -emit-silgen Emit raw SIL file(s) -emit-sil Emit canonical SIL file(s) -index-file Produce index data for a source file -parse Parse input file(s) -print-ast Parse and type-check input file(s) and pretty print AST(s) -resolve-imports Parse and resolve imports in input file(s) -typecheck Parse and type-check input file(s) OPTIONS: -api-diff-data-dir <path> Load platform and version specific API migration data files from <path>. Ignored if -api-diff-data-file is specified. -api-diff-data-file <path> API migration data is from <path> -application-extension Restrict code to those available for App Extensions -assert-config <value> Specify the assert_configuration replacement. Possible values are Debug, Release, Unchecked, DisableReplacement. -continue-building-after-errors Continue building, even after errors are encountered -debug-info-format=<value> Specify the debug info format type to either 'dwarf' or 'codeview' -debug-info-store-invocation Emit the compiler invocation in the debug info. -debug-prefix-map <value> Remap source paths in debug info -disable-autolinking-runtime-compatibility-dynamic-replacements Do not use autolinking for the dynamic replacement runtime compatibility library -disable-autolinking-runtime-compatibility Do not use autolinking for runtime compatibility libraries -disable-migrator-fixits Disable the Migrator phase which automatically applies fix-its -driver-time-compilation Prints the total time it took to execute all compilation tasks -dump-migration-states-dir <path> Dump the input text, output text, and states for migration to <path> -dump-usr Dump USR for each declaration reference -D <value> Marks a conditional compilation flag as true -embed-bitcode-marker Embed placeholder LLVM IR data as a marker -embed-bitcode Embed LLVM IR bitcode as data -emit-dependencies Emit basic Make-compatible dependencies files -emit-loaded-module-trace-path <path> Emit the loaded module trace JSON to <path> -emit-loaded-module-trace Emit a JSON file containing information about what modules were loaded -emit-module-interface-path <path> Output module interface file to <path> -emit-module-interface Output module interface file -emit-module-path <path> Emit an importable module to <path> -emit-module Emit an importable module -emit-objc-header-path <path> Emit an Objective-C header file to <path> -emit-objc-header Emit an Objective-C header file -emit-tbd-path <path> Emit the TBD file to <path> -emit-tbd Emit a TBD file -enable-library-evolution Build the module to allow binary-compatible library evolution -enforce-exclusivity=<enforcement> Enforce law of exclusivity -fixit-all Apply all fixits from diagnostics without any filtering -framework <value> Specifies a framework which should be linked against -Fsystem <value> Add directory to system framework search path -F <value> Add directory to framework search path -gdwarf-types Emit full DWARF type info. -gline-tables-only Emit minimal debug info for backtraces only -gnone Don't emit debug info -g Emit debug info. This is the preferred setting for debugging with LLDB. -help Display available options -import-underlying-module Implicitly imports the Objective-C half of a module -index-file-path <path> Produce index data for file <path> -index-ignore-system-modules Avoid indexing system modules -index-store-path <path> Store indexing data to <path> -I <value> Add directory to the import search path -j <n> Number of commands to execute in parallel -L <value> Add directory to library link search path -l<value> Specifies a library which should be linked against -migrate-keep-objc-visibility When migrating, add '@objc' to declarations that would've been implicitly visible in Swift 3 -migrator-update-sdk Does nothing. Temporary compatibility flag for Xcode. -migrator-update-swift Does nothing. Temporary compatibility flag for Xcode. -module-cache-path <value> Specifies the Clang module cache path -module-link-name <value> Library to link against when using this module -module-name <value> Name of the module to build -nostdimport Don't search the standard library import path for modules -num-threads <n> Enable multi-threading and specify number of threads -Onone Compile without any optimization -Osize Compile with optimizations and target small code size -Ounchecked Compile with optimizations and remove runtime safety checks -output-file-map <path> A file which specifies the location of outputs -O Compile with optimizations -o <file> Write output to <file> -parse-as-library Parse the input file(s) as libraries, not scripts -parse-sil Parse the input file as SIL code, not Swift source -parseable-output Emit textual output in a parseable format -profile-coverage-mapping Generate coverage data for use with profiled execution counts -profile-generate Generate instrumented code to collect execution counts -profile-use=<profdata> Supply a profdata file to enable profile-guided optimization -remove-runtime-asserts Remove runtime safety checks. -require-explicit-availability-target <target> Suggest fix-its adding @available(<target>, *) to public declarations without availability -require-explicit-availability Require explicit availability on public declarations -Rpass-missed=<value> Report missed transformations by optimization passes whose name matches the given POSIX regular expression -Rpass=<value> Report performed transformations by optimization passes whose name matches the given POSIX regular expression -runtime-compatibility-version <value> Link compatibility library for Swift runtime version, or 'none' -sanitize-coverage=<type> Specify the type of coverage instrumentation for Sanitizers and additional options separated by commas -sanitize=<check> Turn on runtime checks for erroneous behavior. -save-optimization-record-path <value> Specify the file name of any generated YAML optimization record -save-optimization-record Generate a YAML optimization record file -save-temps Save intermediate compilation results -sdk <sdk> Compile against <sdk> -serialize-diagnostics Serialize diagnostics in a binary format -static-executable Statically link the executable -static-stdlib Statically link the Swift standard library -static Make this module statically linkable and make the output of -emit-library a static library. -suppress-warnings Suppress all warnings -swift-version <vers> Interpret input according to a specific Swift language version number -target-cpu <value> Generate code for a particular CPU variant -target-variant <value> Generate code that may run on a particular variant of the deployment target -target <value> Generate code for the given target -tools-directory <directory> Look for external executables (ld, clang, binutils) in <directory> -track-system-dependencies Track system dependencies while emitting Make-style dependencies -use-ld=<value> Specifies the linker to be used -verify-debug-info Verify the binary representation of debug output. -version Print version information and exit -vfsoverlay <value> Add directory to VFS overlay file -v Show commands to run and use verbose output -warn-implicit-overrides Warn about implicit overrides of protocol members -warn-swift3-objc-inference-complete Warn about deprecated @objc inference in Swift 3 for every declaration that will no longer be inferred as @objc in Swift 4 -warn-swift3-objc-inference-minimal Warn about deprecated @objc inference in Swift 3 based on direct uses of the Objective-C entrypoint -warnings-as-errors Treat warnings as errors -whole-module-optimization Optimize input files together instead of individually -working-directory <path> Resolve file paths relative to the specified directory -Xcc <arg> Pass <arg> to the C/C++/Objective-C compiler -Xlinker <value> Specifies an option which should be passed to the linker先写一段简单的 Swift 代码import Foundation print("hello, world")然后用 -dump-ast 导出它的语法树，应该就能看到打印出来的抽象语法树。swiftc -dump-ast main.swift再来看看 Swift 中间代码长啥样，使用 -emit-sil 参数。swiftc -emit-sil main.swift至于其他命令，也是通过类似方式执行就能得到对应的结果。基础语法Constants 及 VariablesSwift 用 let 表示常量， var 表示变量，代码长下面这样。我看官方文档说 let 表示常量，我个人认为 let 表示的是一个变量不可变，当然还是以官方为准比较好。下面第一行代码，如果 let a 但是并不指定类型也不赋值，就会报错let a: Int a = 11 let b = 12 var c = 11 c = 14编译器会提示这样的错误let a // Type annotation missing in pattern标识符标识符也就是 identifier，譬如下面的 a 跟 test 就是标识符let a = 10 func test() {}Swift 语言的标识符不能使用数字、空白字符（譬如 tab、换行符）、箭头之类的特殊字符，不能用数字开头的这很好理解，因为编译器会很难区分当前读取的一连串字符到底是数字（譬如语言中的整型，浮点型）还是单纯的标识符。不过像下面这种代码是支持的func 🐂🍺() -> Int { return 666 } print(🐂🍺())值类型IntegersSwift 的整型是 Int 表示，也有对应精度的 Int8、Int16、Int32、Int64、UInt8、UInt16、UInt32、UInt64，Int 对应 32 位平台上就会自动使用 Int32，对应 64 位平台上就会使用 Int64，观感上类似 objc 的 NSInteger，如果要写一些早期 8bit 的游戏平台仿真器（譬如 NES）就会用到 UInt8 这个类型，通常在 iOS 开发中直接用 Int 就好。Swift 也可以使用类似下面这样的数值表示let a = 16 // 十进制的 16 let b = 0b1_0000 // 二进制的 16 let c = 0o20 // 八进制的 16 let d = 0x10 // 十六进制的 16Floating-Point NumbersSwift 的浮点型也是可以套用其他语言的认知，分 Float、Double 两种，另外浮点型支持科学计数法let a = 12.0 let b = 1.2e1 // 科学计数法 a == b // true let c = 0x06p1 // 6 * (2 ^ 1) a == c // true let d = 0x06p-1 // 6 * (2 ^ -1) d == 3.0 // true let e = 0x1.1p0 // (1 + 1.0 / 16.0) * (2 ^ 0)Numeric Type ConversionSwift 的数字（譬如 Int16 跟 Int8，Int 跟 Double）之间做运算，需要转成相同的类型。其实这些在其他语言看来是基本类型的东西（譬如 Int）在 Swift 看来是结构体，它们的 + 号也是 Int/Double 结构体上定义的静态方法，然后这个静态方法限定了左右两边相加的类型，所以如果要把一个整型跟一个浮点型相加，那就把其中一个数的值给另一个数相同类型的构造函数构造出实例，于是下面就变成了 Double(a) + blet a = 3 let b = 0.14 // let result = a + b // Binary operator '+' cannot be applied to operands of type 'Int' and 'Double' let result = Double(a) + b // 3.14如果不指定类型，直接把两个 literal（字面量）相加，就不需要写构造let result = 3 + 0.14 // 3.14Tuples苹果官方文档上有下面一段代码，因为我学过 Rust，一看这个东西，就感觉它跟 Rust 用法应该差不多。let http404Error = (404, "Not Found")应该是通过 http404Error.0 、http404Error.1 这种方式访问数据，然后之前用过一段时间 Swift，知道它也有模式匹配，所以肯定也能这样取数据let (code, message) = http404Error因为很多 OCaml 风格的语言（譬如 Rust, ReScript）都用 _ 的符号表示不使用某个值，所以下面这段代码理解当然地从脑海中冒出来。let (code, _) = http404Error当然官方文档还给出了另一种构造跟访问元组的方式let http200Status = (statusCode: 200, description: "OK") print(http200Status.statusCode) print(http200Status.1)StringSwift 的字符串字面量直接用双引号包裹就行，这玩意还支持 + 之类的运算符，还有类似模板字符串的东西，多行字符串也是可以的。Swift 字符串操作太多了，后面再细看一下。var str = "some str" str += " end" str = "\(str)." // "some str end." str = """ line break """Character如果给一个字符串指定 Character 类型，就得到一个字符了，当然当前字符串超出一个字符，就会收到编译器错误let char: Character = "🍺" print(char) // 🍺 let c: Character = "123" // Cannot convert value of type 'String' to specified type 'Character'未完待续

2022年11月23日
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2022-05-30

Flutter 调用 Rust 生成的共享/静态库日常发病前面写过一两篇使用水文, 用 Rust 写点东西, 编译成 shared/static lib 给 Android 或者 iOS 端调用.这篇水文需要用到之前写得 MD5 的那个 Rust 项目. Android 使用 Rust 生成的动态库用 Rust 开发 iOS 应用(粗糙版) 今天发病的主题是 Flutter FFI 相关.创建 Flutter 项目这里直接通过下面这条命令创建flutter create --platforms=android,ios --template=plugin ffi_demo这里使用的是 plugin 的模板, 如果直接使用 project 模板也是可以的, 现在直接用 Android Studio 打开项目. 我们先来看看项目结构tree -L 1 . ├── CHANGELOG.md ├── LICENSE ├── README.md ├── analysis_options.yaml ├── android ├── example ├── ffi_demo.iml ├── ios ├── lib ├── pubspec.lock ├── pubspec.yaml └── test 5 directories, 7 files处理 Android 端Android 端的比较好处理, 把开头 Android 的那篇文章的 md5 项目生成的动态库拷贝出来, 放到 android/src/main/jniLibs/arm64-v8a 下面, 事实上这里不需要用到 CMakeLists, 所以直接放到 jniLibs 下面, 不过有个问题, Android 项目并不知道你放这边了, 所以还得配置一下 build.gradle 的 sourceSetsandroid { // ... sourceSets { // ... main.jniLibs.srcDirs = ['src/main/jniLibs'] } // ... }这一步完成后, 我们先把 Android 这边的事放一放处理 iOS 端由于之前的 md5 那个项目, 没编译 iOS 的静态库, 所以我们先得把 iOS 静态库生成一下.喜闻乐见的添加对应 target 环节rustup target add aarch64-apple-ios如果你想跑在 Intel 设备的 iOS 仿真器上, 需要添加 x86 的 target, 这里只添加了手机 aarch64 的, 如果你想跑在 M1 设备的 iOS 仿真器上, 你需要添加rustup target add aarch64-apple-ios-sim接着跑到 md5 的项目中运行构造命令cargo build --target aarch64-apple-ios --release构建成功后把 target 目录对应平台的静态库拷贝出来放到 ios/Frameworks 下, 没有 Frameworks 文件夹就自己创建, 文件夹名字随便起, 然后把 ffi_demo.podspec 文件改一下, 总之找到对应的 .podspec 文件, 添加指定静态库的路径Pod::Spec.new do |s| # ... s.vendored_libraries = 'Frameworks/libmd5.a' # ... end处理 Flutter 端上面的准备工作完成后, 我们可以来暴露接口给 Dart 使用啦! 找到 lib/ffi_demo.dart 文件, 修改里面的代码import 'dart:io'; import 'dart:ffi'; // third part package import 'package:ffi/ffi.dart'; typedef LLMD5 = Pointer<Int8> Function(Pointer<Int8>); class FfiDemo { String md5(String str) { final DynamicLibrary nativeLib = Platform.isAndroid ? DynamicLibrary.open("libmd5.so") : DynamicLibrary.process(); LLMD5 md5 = nativeLib.lookupFunction<LLMD5, LLMD5>("ll_md5"); var result = md5(str.toNativeUtf8().cast<Int8>()); return result.cast<Utf8>().toDartString(); } }其实就是把 dart 的字符串转成 C 的字符串传给 md5 函数使用, 返回的结果再转成 dart 的字符串, 我们代码中用到一个第三方包来处理 dart 字符串跟 C 字符串的转换, 直接执行添加第三方包的命令flutter pub add ffi执行 exampleAndroid为了验证我们的插件是否正常工作, 我们把 example 里面的 lib/main.dart 修改一下import 'package:flutter/material.dart'; import 'package:ffi_demo/ffi_demo.dart'; void main() { runApp(const MyApp()); } class MyApp extends StatefulWidget { const MyApp({Key? key}) : super(key: key); @override State<MyApp> createState() => _MyAppState(); } class _MyAppState extends State<MyApp> { String _md5Str = ''; final _ffiDemoPlugin = FfiDemo(); @override void initState() { super.initState(); initMD5(); } void initMD5() { String str = ''; try { str = _ffiDemoPlugin.md5("foo"); } on Exception { str = 'MD5 failed'; } if (!mounted) return; setState(() { _md5Str = str; }); } @override Widget build(BuildContext context) { return MaterialApp( home: Scaffold( appBar: AppBar( title: const Text('Plugin example app'), ), body: Center( child: Text('$_md5Str\n'), ), ), ); } }然后连接对应 ABI 的 Android 手机, 用 Android Studio 执行一下, 可以看到屏幕中间显示了一串经过 md5 运算后的字符串.iOSiOS 这边, 因为我们修改了 podspec 文件, 所以我们需要在 example/ios 目录下执行pod install然后就是更新 xcworkspace, 完成后, 就可以在 Pod 项目中找到我们的静态库了然后用 Android Studio 打开插件项目(直接用 Xcode 执行 Runner 可能会出现找不到符号的问题), 执行到对应的设备(或者仿真器), 就能看到对应的效果Flutter FFI 使用起来比较简单, 某些情况也很有用, 譬如要使用 FFmpeg 理论上可以通过 FFI 来达成我们的目标.

2022年05月30日
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2022-04-25

2022年04月25日
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2021-03-22

0b0010-抽象bit操作提出问题这趟没屁话。接上文，我们发觉一桩事，修改状态寄存器的时候，我们不够抽象，譬如我想处理 Zero Flag，我需要通过位运算符去操作一个数，每次写二进制，很难受，现在来改得抽象一些解决问题我们发觉状态寄存器有 C、Z、I、D、B、U、V、N 这些状态，那就定义一个类型来描述它们。状态描述状态含义Carry Flag进位标志，操作后导致结果的第 7 位溢出或者 0 位下溢，就设置Zero Flag零标志，如果操作结果为零，就设置。Interrupt Disable中断禁用标志，设置后 CPU 将不处理设备的中断，除非执行清除中断禁用。Decimal Mode十进制模式，CPU 在进行加减时遵守二进制编码的十进制（BCD）算术规则。BBRK 相关U中断相关，这个要配合 B 标志使用Overflow Flag溢出标志，结果出现溢出时设置。Negative Flag负标志，操作结果的第 7 位设置为 1，就要设置。关于中断这里先不讲，直接讲概念没用，后面有实际场景来补充更好理解。struct Flag: OptionSet { static let C = Flag(rawValue: 0b0000_0001) // 1 << 0 static let Z = Flag(rawValue: 0b0000_0010) // 1 << 1 static let I = Flag(rawValue: 0b0000_0100) // 1 << 2 static let D = Flag(rawValue: 0b0000_1000) // 1 << 3 static let B = Flag(rawValue: 0b0001_0000) // 1 << 4 static let U = Flag(rawValue: 0b0010_0000) // 1 << 5 static let V = Flag(rawValue: 0b0100_0000) // 1 << 6 static let N = Flag(rawValue: 0b1000_0000) // 1 << 7 internal var rawValue: UInt8 = 0 init(rawValue flag: UInt8) { rawValue = flag } func bits() -> UInt8 { rawValue } }这样我就把这些状态抽象出来了，如果不想用 rawValue 这个命名，可以把 OptionSet 去掉，反正对应着现在的内容写就可以，使用是一样的效果，OptionSet 是一个协议，用来约束我们的结构体。然后我们要做得就是把行为抽象，根据我们目前已有的代码，我们需要两个函数，当然我也自作主张地添加了一个 set 方法用来处理分支的情况extension Flag { mutating func insert(other: Flag) { rawValue |= other.bits() } mutating func remove(other: Flag) { rawValue &= (~other.bits()) } mutating func set(other: Flag, condition: Bool) { if condition { insert(other) } else { remove(other) } } }修改我们得把 CPU 的 status 改成我们定义的 Flag 结构体class CPU { // ... var status: Flag = Flag(rawValue: 0b0010_0100) // ... } extension CPU { func reset() { // ... status = Flag(rawValue: 0b0010_0100) // ... } }我们的仿真代码也要改一下extension CPU { func interpret(program: [UInt8]) { pc = 0 while true { let code = program[Int(pc)] pc += 1 switch code { // ... case 0xa9: let param = program[Int(pc)] pc += 1 a = param // 处理 Zero Flag status.set(other: .Z, condition: a == 0) // 处理 Negative Flag status.set(other: .N, condition: a >> 7 == 1) default: break } } } }测试由于我们把实现修改嘞，所以我们还要把测试代码改一下，看看效果func testSth() { let cpu = CPU() cpu.interpret(program: [0xa9, 0x00, 0x00]) assert(cpu.status.bits() & 0b0000_0010 == 0b10) cpu.reset() cpu.interpret(program: [0xa9, 0x05, 0x00]) assert(cpu.a == 0x05) assert(cpu.status.bits() & 0b0000_0010 == 0) assert(cpu.status.bits() & 0b1000_0000 == 0) }Good Job，现在只要一两行代码就把之前的操作涵盖了，后面仿真其他指令的时候就更容易嘞，心智负担不会太重。

2021年03月22日
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