编译与链接

在在ANSIC的任何⼀种实现中，存在两个不同的环境：翻译环境和运⾏环境

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。

执⾏环境:   它⽤于实际执⾏代码。

一·翻译环境

翻译环境是由编译和链接两个⼤的过程组成的，⽽编译⼜可以分解成：预处理（有些书也叫预编

译）、编译、汇编三个过程

1.1.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

预处理作用：

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。

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

1.2.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

编译过程的命令如下：

gcc -S test.i -o test.s

1.2.1.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)

1.2.2.语法分析

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.

1.2.3.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

1.3.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

汇编的命令如下：

gcc -c test.s -o test.o

1.4.链接

链接是⼀个复杂的过程，链接的时候需要把⼀堆⽂件链接在⼀起才⽣成可执⾏程序。

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.

重定位：将地址修正过程。

二.运⾏环境

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。

程序的执⾏便开始。接着便调⽤main函数。

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。

  终⽌程序。正常终⽌main函数；也有可能是意外终⽌。

本节主要讲一些计算机实现的低层逻辑，大家可以了解一下，不需要掌握，如果对这方面感兴趣，可以去看看 《程序的⾃我修养》这本书，感谢大家的支持！