天天看點

xcode6 如何編譯64位iOS應用

随着iPhone5S的推出,大家開始關心5S上所使用的64位CPU A7。

除了關心A7的性能以外,大家還會關心一個問題,那就是使用A7的64位系統對應用有沒有什麼要求。特别是應用開發者,大家都比較關心我們的應用如何遷移到 64位的系統上來,以充分發揮A7的能力。其實這些問題都可以在蘋果的官方文檔《64-Bit transition Guide for Cocoa Touch》中找到答案。

為了友善大家,我将《64-Bit transition Guide for Cocoa Touch》中的一些重點整理了一下,希望可以為大家節約一些詳細閱讀文檔的時間,如果我了解有不對的地方請大家指正。

首先,A7使用的是ARM V8架構,除了使用64位的位址總線和64位的寄存器以外,還增加了寄存器的數量,目前A7中的整數和浮點數寄存器是A6的兩倍。

這裡需要強調的是,寄存器的增加大大提高了程式的運作速度。将CPU由32位提高到64位,最主要的改變增大了尋址能力,可以突破32位系統隻能通路3G記憶體的限制(32位系統在理論上可以通路4G記憶體,因為2的32次方約等于4 290 000 000,很多32位系統隻能通路3G左右的記憶體是因為有一大部分位址被配置設定給I/O系統了,是以總體可用記憶體就不足4G了),但是,32位到64位的改變并不一定意味着程式運作速度的提高,甚至有些情況下會因為64位系統中的資料占用記憶體變大而導緻程式運作速度變慢。而寄存器數量的增加,則直接提高了程 序運作速度,當然,前提是你的應用需要重新為64位系統編譯一遍,讓程式可以充分使用所有的寄存器。

使用Xcode 5可以很友善地将以前的應用編譯成64位程式,基本過程如下:

1. 使用Xcode 5 打開原有項目。

2. 将支援的裝置改成“iOS 7”。

3. 在“Build Setting”中将“Architectures”改成“Standard Architectures (including 64-bit)”。

4. 運作測試程式,解決編譯過程出現的問題。

其中第4步是關鍵,具體會遇到什麼問題和原來程式的設計有關,包括使用資料類型的方式是否标準等,後面會繼續讨論細節,其實《64-Bit transition Guide for Cocoa Touch》一書主要就是講這些細節。

在讨論細節之前有一些較為宏觀的内容大家可以了解一下。

Xcode 5編譯的iOS 7程式包含了32位和64位兩套二進制代碼,在32位的iOS系統上會調用32位的二進制代碼,在64位系統上會調用64位的二進制代碼,以此來解決向後相容的問題。

同時,考慮到很多32位的程式可能在沒有重新編譯的情況下部署到64位系統上,64位的iOS系統中帶有兩套FrameWork,一套是32位的,一套是64位的。

當64位的iOS系統運作原來的32位程式時,系統會調用32位的FrameWork作為底層支撐,當系統運作64位程式時,系統會調用64位的FrameWork作為底層支撐。

也就是說,當一個iPhone 5S上同時運作32位程式和64位程式時,系統同時将32位和64位兩套FrameWork載入了記憶體中,是以消耗的記憶體也比較多。

如果一台64位的iOS裝置上運作的所有程式都是為64位系統編譯過的,iOS系統将隻載入64位的FrameWork,這将節省好多記憶體。是以,如果大家都可以快速将程式傳換成64位的,iOS将跑得更快。真的是“大家好才是真的好”。

後面我們來看看一些為64位系統調整程式的技術細節。

32位的iOS系統和64位的iOS系統主要的差别有兩個,一個是資料類型的差别,一個是過程調用方法的差别。

在資料類型上,主要的變化是指針類型(Pointer)和長整數類型(long)的長度變化和記憶體對齊方式的變化,同時也導緻了更進階别資料類型的變化,如NSInteger的長度也有變化。

在過程調用方法上,因為ARM V8 和ARM V7具有不同數量的寄存器,具有不同的過程調用約定,是以32位系統和64位系統在彙編層級是不同的。

根據以上兩方面的變化,書中總結了以下要點,開發人員根據以下要點來檢查原來的32位代碼就差不多可以将應用移植到64位系統上了:

1. 不要将長整型資料(long)賦予整型(int)

這種代碼在32位系統上沒有問題,因為在32位系統中long和int的長度是一樣的,不過在64位系統中就有可能出問題,因為64位系統中long比int長,将long值賦予int将導緻資料丢失。

2. 不要将指針類型(Pointer)賦予整型(int)

為 了友善位址計算,有時程式員會将指針類型賦予整型,這種代碼在32位系統上沒有問題,因為在32位系統中Pointer和int的長度是一樣的,不過在 64位系統中就會有問題,因為64位系統中Pointer比int長,将Pointer值賦予int将導緻位址資料丢失,最終導緻嚴重問題。

3. 留意那些和數位相關的數值計算

比如掩碼技術,如果使用一個long類型的掩碼,轉到64位系統後高位都是0,計算出來的結果可能不符合預期。還有無符号整數和有符号整數的混用等。

4. 留意對齊方式帶來的變化

如果在32位系統上定義一個結構包含兩個long類型,第二個long數值的偏移位址是4,可以通過結構位址+4的方式擷取,但是在64位系統上就不行了,因為在64位系統中第二個long數值的偏移位址是8。

5. 充分考慮在32位應用和64位應用之間的資料交換

因 為使用者會通過網絡交換資料,同時使用者儲存的資料也可能通過備份等方式在32位系統和64位系統之間切換,是以應用在儲存和發送流資料的時候一定要考慮充 分。比如資料在32位系統中儲存,在64位系統中能否正常打開,或者反過來,在64位系統中儲存,在32位系統中打開是否正常。

6. 重寫所有彙編代碼

這點無需說明,如果你在代碼中嵌入了彙編代碼,你需要參考64位系統的指令集重寫彙編代碼。

7. 不要将可變參數的過程強制轉換為定參過程,也不要将定參過程強制轉換為可變參數的過程

這時因為32位系統和64位系統對于這兩種過程調用方式的處理方法不同。

按以上幾個重點去檢查程式就差不多了,當然,具體的細節還有很多,需要在實際工作中結合代碼和調試結果進行分析。

總之,建議具體負責應用遷移的開發者需要完整閱讀《64-Bit transition Guide for Cocoa Touch》。