C语言 -- 程序的翻译环境和执行环境

程序的翻译环境和执行环境

翻译环境：该环境中源代码被转换为可执行的机器指令
执行环境：用于实际执行代码

翻译环境

• 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（object code）
• 每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序
• 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中

翻译的步骤

有以下两段代码：

1. sum.c

int g_val = 2016;
void print(const char* str)
{
	printf("%s\n", str);
}

2. test.c

#include
int main()
{
	extern void print(char* str);
	extern int g_val;
	printf("%d\n", g_val);
	printf("hello bit.\n");
	return 0;
}

test.c与sum.c（隔离编译，一起链接）

1. 预编译阶段（*.i）

预处理指令

2. 编译（*.s）

语法分析
词法分析
语义分析
符号汇总

3. 汇编（*.o）

形成符号表
test.o与sum.o

4. 链接

合并段表
符号表的合并和符号表的重定位

如何查看编译期间的每一步发生了什么呢？
（Linux平台）

• Linux
  编辑器 vim
  编译器 gcc / g++
  调试器 gdb
  make 多文件自动化编译

• 预处理：展开头文件，宏替换，不进行语法检查
  gcc -o test.i -E test.c
  生成 .i 预处理文件

• 编译：语法检查,生成汇编文件
  gcc -o test.s -S test.i
  生成 .s 汇编文件

• 汇编:生成目标文件
  gcc -o test.o -c test.s
  生成 .o 目标文件

• 链接：链接生成最终的可执行文件
  gcc -o test test.o

运行环境

程序执行的过程：

1. 程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中：一般由这个操作系统完成。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内存来完成。
2. 程序的执行开始，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，存储与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，也可能是意外终止。