Swift二进制兼容性

// API层面：函数签名
func calculate(value: Int) -> Int

// ABI层面关注的是：
// - Int在内存中占多少字节
// - value参数通过哪个寄存器传递
// - 返回值通过哪个寄存器返回
// - 函数在二进制中的符号名是什么

/usr/lib/swift/
├── libswiftCore.dylib
├── libswiftFoundation.dylib
├── libswiftDispatch.dylib
└── ...

// Swift 5.0之前的App结构
MyApp.app/
├── MyApp (可执行文件)
├── Frameworks/
│   ├── libswiftCore.dylib      // 需要嵌入
│   ├── libswiftFoundation.dylib
│   └── ...
└── ...

// Swift 5.0之后（iOS 12.2+）
MyApp.app/
├── MyApp (可执行文件)
└── ...  // 不再需要嵌入Swift库

// 第三方可以分发.xcframework
// 用户无需关心框架是用哪个Swift版本编译的
import SomePrecompiledFramework

let service = SomePrecompiledFramework.Service()
service.doSomething()

// Swift代码
public func greet(name: String) -> String {
    return "Hello, \(name)"
}

// 编译后的符号名（简化示例）
// $s4main5greet4nameS2S_tF
// 包含：模块名、函数名、参数类型、返回类型等信息

nm -g MyApp | grep swift

// 类的元数据结构（简化）
struct ClassMetadata {
    void *kind;                    // 类型种类
    void *superclass;              // 父类元数据指针
    void *cacheData[2];            // 缓存数据
    size_t classSize;              // 类实例大小
    size_t classAddressPoint;      // 类地址偏移
    void *typeDescriptor;          // 类型描述符
    // ... 其他字段
};

struct ValueWitnessTable {
    // === 生命周期操作（函数指针） ===
    void (*initializeBufferWithCopyOfBuffer)(...);  // 在inline buffer中拷贝初始化
    void (*destroy)(...);                            // 销毁（释放引用计数等）
    void (*initializeWithCopy)(...);                 // 从源拷贝初始化到新地址
    void (*assignWithCopy)(...);                     // 拷贝赋值（先销毁旧值再拷贝）
    void (*initializeWithTake)(...);                 // 移动初始化（源不再有效）
    void (*assignWithTake)(...);                     // 移动赋值（先销毁旧值再移动）
    
    // === 布局信息 ===
    size_t size;          // 类型实例占用的字节数
    size_t stride;        // 数组中相邻元素之间的距离（size + 对齐padding）
    unsigned flags;       // 标志位（是否为POD、对齐方式、是否需要引用计数管理等）
    unsigned extraInhabitantCount;  // 额外可用的位模式数量（用于Optional优化）
};

// Circle对Drawable协议的见证表（简化）
struct CircleDrawableWitnessTable {
    void (*draw)(Circle* self);              // draw方法的函数指针
    // ... 协议要求的其他方法
};

// .swiftmodule - 二进制格式，版本相关
MyFramework.swiftmodule/
├── x86_64-apple-ios-simulator.swiftmodule  // 特定架构和Swift版本

// .swiftinterface - 文本格式，版本无关
MyFramework.swiftmodule/
├── x86_64-apple-ios-simulator.swiftinterface  // 可跨版本使用

Build Settings -> Build Options -> Build Libraries for Distribution = YES

swiftc -emit-module-interface -enable-library-evolution MyModule.swift

// swift-interface-format-version: 1.0
// swift-compiler-version: Apple Swift version 5.9
// swift-module-flags: -target arm64-apple-ios15.0 -enable-library-evolution

import Foundation

public struct User {
    public var name: Swift.String
    public var age: Swift.Int
    public init(name: Swift.String, age: Swift.Int)
}

public func greet(_ user: User) -> Swift.String

你的App编译时（iOS 15）:
  App 链接系统的 Swift 标准库
  提交 App Store

用户设备更新到 iOS 16:
  系统的 Swift 标准库被 Apple 更新了
  你的 App 没有重新编译！
  App 仍然需要正常运行 ← Library Evolution 保证这一点

// iOS 15 的 Array（简化）
public struct Array<Element> {
    var buffer: ArrayBuffer<Element>  // 8字节
}

// iOS 16 的 Array（简化）
public struct Array<Element> {
    var buffer: ArrayBuffer<Element>  // 8字节
    var stats: ArrayStats             // 新增8字节，总共16字节
}

swiftc -enable-library-evolution MyLibrary.swift

// 非冻结枚举 - 允许未来添加case
public enum NetworkError: Error {
    case timeout
    case connectionLost
    case invalidResponse
}

// 客户端代码必须处理未知case
switch error {
case .timeout: handleTimeout()
case .connectionLost: handleConnectionLost()
case .invalidResponse: handleInvalidResponse()
@unknown default: handleUnknownError()  // 必须添加
}

// 冻结枚举 - 保证不会添加新case
@frozen
public enum HTTPMethod {
    case get
    case post
    case put
    case delete
}

// 客户端代码不需要@unknown default
switch method {
case .get: performGet()
case .post: performPost()
case .put: performPut()
case .delete: performDelete()
}

// 非冻结结构体 - 通过间接方式访问
public struct FlexiblePoint {
    public var x: Double
    public var y: Double
}
// 编译器不能假设布局，需要通过Value Witness Table间接查询大小和对齐方式

// 冻结结构体 - 直接内联访问
@frozen
public struct Point {
    public var x: Double
    public var y: Double
}
// 编译器可以在编译期确定布局（16字节、8字节对齐），直接内联访问，性能更好

public struct Calculator {
    @usableFromInline
    internal var value: Int
    
    public init(value: Int) {
        self.value = value
    }
    
    // 可以被内联到客户端
    @inlinable
    public func doubled() -> Int {
        return value * 2
    }
    
    // 不能被内联，通过函数调用
    public func tripled() -> Int {
        return value * 3
    }
}

未启用Library Evolution（直接访问）:
  load [对象地址 + 固定偏移量]     // 编译期确定偏移量，直接访问内存

启用Library Evolution（间接访问）:
  offset = 查询字段偏移量描述符     // 运行时通过metadata获取真实偏移
  load [对象地址 + offset]         // 间接访问内存

# 1. 构建框架（启用Library Evolution和模块稳定性）
xcodebuild archive \
    -scheme MyFramework \
    -destination "generic/platform=iOS" \
    -archivePath ./build/MyFramework-iOS \
    SKIP_INSTALL=NO \
    BUILD_LIBRARY_FOR_DISTRIBUTION=YES

# 2. 创建XCFramework
xcodebuild -create-xcframework \
    -framework ./build/MyFramework-iOS.xcarchive/Products/Library/Frameworks/MyFramework.framework \
    -output ./MyFramework.xcframework

@frozen
public struct Version {
    public var major: Int
    public var minor: Int
    public var patch: Int
    // 发布后不能再添加新属性，否则会破坏已编译客户端的内存布局
}