objective-c - GCC 编译器——错误或未指定的行为？

Question

当我在 objective-c 中对一个类的 ivar 的定义发生冲突时(不是在同一个文件中重新声明该类，而是使用不同的 ivar 命名同一个类)，编译器不会发出警告或更好的错误。但是，两组 ivar 都可以通过相应文件中的适当方法使用。例如

Foo.m:

@interface foo {
int a;
}
- (int)method;
@end

@implementation foo

- (int)method {
    return a;
}

@end

酒吧.m:

@interface foo {
float baz;
}

@end

@implementation foo (category)
- (float)blah {
    return baz;
}
@end

编译时没有警告或错误。这是故意的吗？这是一个未经检查的错误吗？ (为了记录，a 和 baz 实际上是相同的内存位置。)

编辑:郑重声明，我说的是 iPhone 操作系统，我相信它使用与 64 位 MacOS 相同的运行时间

Answer 1

虽然明显有问题，但该代码应该在所有情况下编译时都不会发出警告，因为编译器没有足够的信息来知道如何发出警告。正确编译后，它仅在 64 位中生成完全不同的链接器错误(这是新的 Objective-C ABI 的后果，而不是直接来自非脆弱的 ivars)。

如果将 int main() {} 添加到 foo.m，然后使用命令行 gcc -arch x86_64 foo.m -lobjc 编译它，链接错误消失了，因为 objc 运行时库提供了完成链接所需的空 vtable 符号。

在编译期间，将每个 .m 文件视为一个独立的编译单元。当编译器编译 .m 文件时，它只知道该 .m 文件中的内容、该 .m 文件中导入的任何内容所提供的内容，以及——如果为它配置了项目——定义的内容项目的预编译头文件。

因此，当您在 bar.m 中说:

@interface foo {
float baz;
}

@end

@implementation foo (category)
- (float)blah {
    return baz;
}
@end
int main() {}

编译器不知道 foo.m 中的声明。生成的代码描述了访问 ivar baz 的类 foo 上的一个类别。如果该类在链接时不存在，则会抛出一个错误现在，给定你的 foo.m 和 bar.m 以及我添加的 main 函数，让我们尝试一些不同的编译:

gcc -arch i386 foo.m -lobjc
Undefined symbols:
  "_main", referenced from:
      start in crt1.10.6.o
ld: symbol(s) not found
collect2: ld returned 1 exit status

有道理，因为我们没有在 foo.m 中定义 main() 函数。 64 位编译也是如此。

gcc -arch i386 bar.m -lobjc

在没有警告的情况下编译和链接。要了解原因，请查看生成的符号(删除了大约一打不相关的符号):

nm -a a.out
00001f52 t -[foo(category) blah]
00000000 A .objc_category_name_foo_category

因此，二进制文件包含类 foo 上名为 category 的类别。没有链接错误，因为链接器实际上并不尝试解析类别。它假定类 foo 会在运行时解析类别之前神奇地出现。

您可以使用 ivar 跟随运行时的类/类别解析:

env OBJC_PRINT_CLASS_SETUP=YES ./a.out 
objc[498]: CONNECT: pending category 'foo (category)'
objc[498]: CONNECT: class 'Object' now connected (root class)
objc[498]: CONNECT: class 'Protocol' now connected
objc[498]: CONNECT: class 'List' now connected

因此，该类别被标记为待处理。一旦 foo 出现，运行时就会连接它!

现在，64 位...

gcc -arch x86_64 bar.m -lobjc
Undefined symbols:
  "_OBJC_IVAR_$_foo.baz", referenced from:
      -[foo(category) blah] in ccvX4uIk.o
  "_OBJC_CLASS_$_foo", referenced from:
      l_OBJC_$_CATEGORY_foo_$_category in ccvX4uIk.o
      objc-class-ref-to-foo in ccvX4uIk.o
ld: symbol(s) not found

链接错误是因为现代 Objective-C ABI 实际上会出于各种原因为实例变量和类别发出正确的符号，包括添加有助于验证程序的元数据(如本例中所做的那样)。

没有编译错误(这是正确的行为)并且链接错误是有道理的。现在，将两者联系起来怎么样？

在 32 位的情况下，一切都可以正确编译和链接。因此，我们需要查看符号和 ObjC 调试涌出以了解发生了什么:

gcc -arch i386 bar.m foo.m -lobjc
nm -a a.out
00001e0f t -[foo method]
00001dea t -[foo(category) blah]
00000000 A .objc_category_name_foo_category
00003070 S .objc_class_name_foo
env OBJC_PRINT_CLASS_SETUP=YES ./a.out 
objc[530]: CONNECT: attaching category 'foo (category)'
objc[530]: CONNECT: class 'Object' now connected (root class)
objc[530]: CONNECT: class 'Protocol' now connected
objc[530]: CONNECT: class 'List' now connected
objc[530]: CONNECT: class 'foo' now connected (root class)

啊哈!现在有一个类 foo 并且运行时在启动时将类别连接到类。显然，返回 baz ivar 的方法将会失败。

不过 64 位链接器失败了:

gcc -arch x86_64 bar.m foo.m -lobjc
Undefined symbols:
  "_OBJC_IVAR_$_foo.baz", referenced from:
      -[foo(category) blah] in ccBHNqzm.o
ld: symbol(s) not found
collect2: ld returned 1 exit status

通过添加实例变量的符号，链接器现在可以捕捉类被错误重新声明的情况(就像在 bar.m 的 @interface 中所做的那样)。