• 编译和链接


    目录

    1.编译环境和运行环境

    2.翻译环境

    2.1预处理(预编译)

    2.2编译

    2.2.1词法分析

    2.2.2语法分析

    2.2.3语义分析

    2.3汇编

    2.4链接

    运行环境


    1.编译环境和运行环境

    在ANSI C 的任何一种实现中,存在两个不同的环境

    第一种是翻译环境,在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令

    第二种是执行环境,它用于实际执行代码

    2.翻译环境

    翻译环境是由编译和链接两个大的过程组成的

    编译又可以分解为:预处理(预编译),编译,汇编三个过程

         

                                        目标文件 object

    一个C语言的项目中可能有多个.c文件一起构建,那多个.c文件如何生成可执行程序

    1)多个.c文件单独经过编译出编译处理产生对应的目标文件

    2)在Windows环境下的目标文件的后缀是  .obj  ,Linux环境下目标文件的后缀是  .o

    3)多个目标文件和链接库一起经过连接器处理生成最终的可执行程序

    4)链接库是指运行时库(它是支持程序运行的基本函数集合)或者第三方库

    编译器可以展开成三个过程

    2.1预处理(预编译

    在预处理阶段,源文件和头文件会被处理成为  .i  为后缀的文件

    观察对  test.c  文件预处理后的  .i  文件  ,命令如下

    gcc -E  test.c  -o  test.i

    预处理阶段主要处理那些源文件中#开始的预编译指令

    eg:#include ,#define

    处理的规则:

    1)将所有的#define删除,并展开所有的宏定义

    2)处理所有的条件编译指令,eg:#if,#ifdef,#elif,#else,#end if

    3)处理#include 预编译指令,将包含的头文件的内容插入到该预编译指令的位置

    这个过程是递归进行的,也就是说被包含的头文件也可能包含其他文件

    4)删除所有的注释

    5)添加行号的文件名标识,方便后续编译器生成调试信息

    6)或保留所有的#pragma的编译器指令,编译器后续会使用

    经过预处理后的 .i 文件中不再包含宏定义,因为宏已经被展开,并且包含的头文件都被插入到 .i 文件中,所以当我们无法知道宏定义或者头文件是否包含正确的时候,可以查看预处理后的  .i  文件来确认

    2.2编译

    编译过程就是将预处理后的文件进行一系列的:

    词法分析,语法分析,语义分析及优化

    生成相应的汇编代码文件

    编译过程的命令:

    gcc -S  test.i  -o  test.s

    2.2.1词法分析

    将源代码程序被输入扫描器,扫描器的任务就是简单的进行词法分析,把代码中的字符分割成一系列的记号(关键字,标识符,字面量,特殊字符等)

    2.2.2语法分析

    语法分析器将对扫描产生的记号进行语法分析,从而产生语法树,这些语法树是以表达式为节点的数

    我们这里的赋值表达式:

    右边是整型,假设左边是浮点型,编译器就会报警告,就可以很好地发现语法错误

    2.2.3语义分析

    由语义分析器来完成语义分析,即对表达式的语法层面分析,编译器所能做的分析是语义的静态分析

    静态语义分析通常包括声明和类型的匹配,类型的转换等,这个阶段会报告错误的语法信息

    2.3汇编

    汇编是将汇编代码转变成机器可执行的指令,每个汇编语句几乎都对应一条机器指令,就是根据汇编指令和机器指令的对照表一一地进行翻译,也不做指令优化

    如果要观察汇编这个阶段,我们的指令是

    gcc -c test.s  -o test.o

    .o文件是一种二进制文件

    2.4链接

    链接是一个复杂的过程,需要把一堆文件链接在一起才生成可执行程序

    链接过程:地址和空间分配,符号决议和重定位等

    链接解决的是一个项目中多个文件,多模块之间互相调用的问题

    每个源文件都是单独经过编译器处理生成对应的目标文件

    test.c 经过编译器处理生成 test.o

    add.c 经过编译器处理生成 add.o

    来自外部的函数,实际是在链接期间开始找的,在链接期间发现来自外部符号到底合不合适,能不能用

    运行环境

    1.程序必须载入内存中(任何程序运行起来都是占有内存的),在有操作系统的环境中:一般这个由操作系统完成,在独立的环境中,程序的载入必须由手工安排,也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成

    2.程序的执行便开始,接着便调用main函数

    3.开始执行程序代码(找到main函数就开始执行),这个时候程序将使用一个运行时堆栈,存储函数的局部变量和返回地址。

    程序同时也可以使用静态内存,存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留他们的值

    4.终止程序。

    正常终止main函数,也有可能是意外终止

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/zx_zx_123/article/details/139684380