C语言：编译和链接

目录

一.翻译环境和运行环境

二.翻译环境

2.1预处理(预编译)

2.2编译

2.3汇编

2.4链接

2.4.1重定位

三.注意

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在C语言中要想程序运行起来，需要经历下面几个步骤

预处理->编译->汇编->链接

一.翻译环境和运行环境

在ANSIC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 

二.翻译环境

将源代码转换为可执行的机器指令————翻译

而翻译环境就是由编译和链接两大过程组成，而编译又可以分为：预处理（也叫预编译）、编译、汇编三个过程

注：在Windows环境下目标文件的后缀是.obj，Linux环境下为.o

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

在gcc环境下想观察一下，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，例如：#include,#define,处理的规则如下：

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，如:#if、#ifdef、#elif、#else、#endif;

3.处理所有#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.这个过程是递归行为的，也就是说被包含的头文件也可能包含其他文件;

4.删除所有注释;

5.添加行号和文件名标识，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; 

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

编译过程的命令如下

gcc -S test.i -o test.s 

2.3汇编

汇编器就是将汇编代码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

2.4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

2.4.1重定位

在这里有两个源文件(test.和add.c)

根据已学，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.c

我们在test.c文件中使用了add.c文件中的Add函数和g_val变量

我们在test.c文件中每一次使用Add函数和g_val的时候必须明确知道Add和g_val的地址，但是由于每个文件是单独编译的,在编译器编译test.c的时候并不知道Add函数和g_val变量的地址，所以我们暂时把调用Add的指令的目标地址和g_val的地址搁置。等最后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指令重新修正，让他们的目标变成真正的Add函数的地址，对于全局变量g_val同样的方法,我们将这个修正过程称为重定位

三.注意

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.

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如果上述内容对您有帮助，希望给个三连谢谢