新手学习笔记-----编译和链接

目录

1. 翻译环境和运⾏环境

2. 翻译环境：预编译+编译+汇编+链接

2.1 预处理

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

3.  运⾏环境

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1. 翻译环境和运⾏环境

在ANSI C的任何⼀种实现中，存在两个不同的环境。

第1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2种是运行环境，它⽤于实际执⾏代码。

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2. 翻译环境：预编译+编译+汇编+链接

首先，我们先了解一下翻译环境是怎样将源代码转换成可执行的机器命令的。

翻译环境可分为2个部分：编译+链接

编译又可以详细分为：预处理（预编译）+编译+汇编

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链接库：包含像scanf和printf之类的库函数

我们可简单概括一下：多个.C文件通过编译器处理产生对应的目标文件，多个目标文件和链接库通过链接器处理，形成可执行程序

注意⚠️

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

我们接下来详细拆分一下翻译环境的运行过程：

接下来，我们粗略看一下编译的几个部分

2.1 预处理

我们先来看看实现过程的总图：

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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。（我们在gcc环境下演示）

预处理阶段主要处理那些源⽂件中#开始的预编译指令。⽐如：#include,#define，处理的规则如下：

• 将所有的 #define 删除，并展开所有的宏定义。

• 处理所有的条件编译指令，如： #if、#ifdef、#elif、#else、#endif 。

• 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。

• 删除所有的注释

• 添加⾏号和⽂件名标识，⽅便后续编译器⽣成调试信息等。

• 或保留所有的#pragma的编译器指令，编译器后续会使⽤。

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。

对下⾯代码进⾏编译的时候，会怎么做呢？

array[index] = (index+4)*(2+6);

2.2.1 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）

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2.2.2 语法分析

接下来语法分析器，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树。（根据等式两边分析）

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2.2.3 语义分析

编译器所能做的分析是语义静态分析。静态语义分析通常包括声明和类型的匹配，类型的转换等

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2.3 汇编

汇编器是将汇编代码转转变成机器可执⾏的指令，每⼀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的进⾏翻译，也不做指令优化。

2.4 链接

链接过程主要包括：地址和空间分配，符号决议和重定位等这些步骤。

链接解决的是⼀个项⽬中多⽂件、多模块之间互相调⽤的问题。

下面，我们举一个例子：

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我们在 test.c ⽂件中每⼀次使⽤ Add 函数和 g_val 的时候必须确切的知道 Add 和 g_val 的地址，等链接的时候由链接器根据引⽤的符号 Add 在其他模块中查找 Add 函数的地址，然后将 test.c 中所有引⽤到Add 的指令重新修正，让他们的⽬标地址为真正的 Add 函数的地址，对于全局变量 g_val 也是类似的⽅法来修正地址。

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如果我们删除了g_val的话，会怎么样？

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3.  运⾏环境

1. 程序必须载⼊内存中。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。这个时候程序将使⽤⼀个运⾏时堆栈（stack），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（static）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。

本次的分享到这里就结束了！！！

PS：小江目前只是个新手小白。欢迎大家在评论区讨论哦！有问题也可以讨论的！

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