GCC编译过程，了解编译原理

说明：这篇文件是在读《程序员的自我修养——链接、装载与库》的一点笔记，权当时学习的记录。

1、GCC编译过程分解

以HelloWorld程序为例

2、预编译

规则：

命令：gcc -E XXX.c -o XXX.i

 

3、编译

词法分析、语法分析、语义分析及优化 --------------->> 汇编代码文件

命令：gcc -S XXX.c -o XXX.s

3.1 编译过程

6步：扫描、语法分析、语义分析、源代码优化、代码生成和目标代码优化。

1、词法分析

源代码程序进入扫描器（scanner），将源代码的字符序列分割成一系列的记号（Token）。并将记号进行分类，如符号表（存放标识符）和文字表（存放数字、字符串常量）等。

2、语法分析

语法分析器（Grammer Parser）对记号（Token）进行语法分析，并生成语法树（Syntax Tree）。

如，array[index] = (index + 4) * (2 + 6) 生成的语法树图。

3、语义分析

语义分析器完成对表达式的语法层面的分析。它不知道语句真正含义，是对静态语义的分析。所谓静态语义，是编译期可确定的语义，包括声明、类型匹配和类型转换。对应的动态语义，则是运行期确定的语义。

语义分析结果，在语法树上标识类型。

4、中间语言生成

源代码优化器对源代码进行优化。如将编译期可确定的值进行优化。语法树如下：

5、目标代码生成与优化

代码生成器将中间代码转换成目标机器代码，依赖于目标机器。

目标代码优化器对上面生成的目标代码进行优化（如、寻址方式、位移代替乘法、删除多余的指令等）。

总结：编译器可以将一个源代码文件编译成一个未链接的目标文件。

4、汇编

汇编代码 --------------->> 机器指令

命令：as XXX.s -o XXX.o 或者 gcc -c XXX.s -o XXX.o

5、链接

符号（Symbol），表示一个地址。这个地址可以是一段子程序的起始地址，或是一个变量的起始地址。

代码按照功能或者性质划分。如语句块、函数、功能模块。变量的访问需要知道目标变量的地址，函数访问需要知道目标函数的地址，这就是模块划分后面临的模块间的通信问题。链接（Linking）将这些模块完美的拼接和组合起来。如下图所示：

静态链接，把各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各模块间能够正确地衔接。包括，地址空间分配、符号决议和重定位等。

库是一些常用代码被编译成目标文件后打包存放。