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

2.2.1 词法分析:

2.2.2语法分析

2.2.3语义分析

2.3 汇编

三:运行环境


一: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种是执行环境,它用于实际执行代码。

二:翻译环境

那翻译环境是怎么将源代码转换为可执行的机器指令的呢?这里我们就得展开开讲解一下翻译环境所做的事情。
其实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(有些书也叫预翻译)、编译汇编三个过程。
一个C语言的项目中可能有多个 .c 文 件⼀起构建,那多个 .c 文 件如何生成可执行程序呢?
多个.c文件单独经过编译出编译处理生产对应的目标文件。
注: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
多个目标文件和链接库⼀起经过链接器处理生成最终的可执行程序。
链接库是指运行时库(它是支持程序运行的基本函数集合)或者第三方库。
如果再把编译器展开成3个过程,那就变成了下面的过程:
VS是集成开发环境,在VS中无法看见预处理,编译等中间文件。
但在Linux环境下,可以通过指令,看见预处理,编译等中间文件。

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。
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
gcc test -E -o test.i
//两种均可以
//-E是表示让翻译到预处理就停止
//-o是让预处理的到的文件命名为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(在C语言中一般#开头的都在预处理进行)。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,但比较遗憾的是,.i文件一般是作为临时文件的,最后会被系统直接删除,所以在文件夹中找不到,在VS这样的集成环境下是无法观察的,但在gcc下可以用命令观察到。

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
gcc test -S
//不写-o test.s默认生成的文件名也这个
对下面码进行编译的时候,会怎么做呢?假设有下面的代码
array[index] = (index+4)*(2+6);

2.2.1 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)。
上面程序进行词法分析后得到了16个记号:
记号类型
array标识符
[左方括号
index标识符
]右方括号
=赋值
{左圆括号
index标识符
+加号
4数字
}右圆括号
*乘号
{左方括号
2数字
+加号
6数字
}右方括号

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。

2.2.3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。

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。
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。
比如:
在一个C的项目中有2个.c文件( test.c add.c ),代码如下:
我们已经知道,每个源文件都是单独经过编译器处理生成对应的目文件。
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.o
我们在 test.c 的文件中使用了 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 的时候必须确切的知道 Add 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,所以暂时把调用 Add 的指令的目标地址和 g_val 的地址搁置。等待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 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。这个地址修正的过程也被叫做:重定位
前面我们非常简洁的讲解了⼀个C的程序是如何编译和链接,到最终生成可执行程序的过程。
其实很多内部的细节无法展开讲解。比如:目标文件的格式elf,链接底层实现中的空间与地址分配,符号解析和重定位等,如果你有兴趣,可以看《程序的自我修养》⼀书来详细了解。

三: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。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/625992.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

力扣每日一练(24-1-16)

我一开始想到的是,如果数字相同则加一。 然而,对了一点点,而已。 高手的方法不是普通人在几分钟内能想得出来的,hh 继续补充: 如果数字不同则减一,如果计数到达了0,则更新数字,最…

论文复现|tightly focused circularly polarized ring Airy beam

请尊重原创的劳动成果 如需要转载,请后台联系 前言 采用MATLAB复现一篇论文里面的插图,涡旋光束的聚焦的仿真方式有很多种,这里采用MATLAB进行仿真,当然也有其他的很多方式,不同的方式各有千秋。 论文摘要 本文证明…

Kafka消费流程

Kafka消费流程 消息是如何被消费者消费掉的。其中最核心的有以下内容。 1、多线程安全问题 2、群组协调 3、分区再均衡 1.多线程安全问题 当多个线程访问某个类时,这个类始终都能表现出正确的行为,那么就称这个类是线程安全的。 对于线程安全&…

uni-app的学习【第三节】

五 运行环境判断与跨端兼容 uniapp为开发者提供了一系列基础组件,类似HTML里的基础标签元素,但uni-app的组件与HTML不同,而是与小程序相同,更适合手机端使用。 虽然不推荐使用 HTML 标签,但实际上如果开发者写了`div`等标签,在编译到非H5平台时也会被编译器转换为 `view`…

@RequiresApi(api = Build.VERSION_CODES.O)

问题 RequiresApi(api Build.VERSION_CODES.O) 详细问题 对于代码 // 格式化日期为MySQL的DATE类型格式private String formatDate(LocalDate date) {DateTimeFormatter formatter DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy-MM-dd");return date.format(formatter);}o…

C# 面向切面编程之AspectCore初探

写在前面 AspectCore 是Lemon名下的一个国产Aop框架,提供了一个全新的轻量级和模块化的Aop解决方案。面向切面也可以叫做代码拦截,分为静态和动态两种模式,AspectCore 可以实现动态代理,支持程序运行时在内存中“临时”生成 AOP 动…

深入云原生—基于KubeWharf深度剖析-以公司实际应用场景为例深度解读

各位好,这里是难忘,本人对云原生也是研究了2年多了,算是略有所得,本次就来深入云原生—基于KubeWharf深度剖析场景与解读。我们需要先了解一下 KubeWharf,可能很多人都感觉到有点陌生吧,下面我们来一起学习…

助力工业焊缝质量检测,YOLOv7【tiny/l/x】不同系列参数模型开发构建工业焊接场景下钢材管道焊缝质量检测识别分析系统

焊接是一个不陌生但是对于开发来说相对小众的场景,在我们前面的博文开发实践中也有一些相关的实践,感兴趣的话可以自行移步阅读即可:《轻量级模型YOLOv5-Lite基于自己的数据集【焊接质量检测】从零构建模型超详细教程》 《基于DeepLabV3Plus…

必示科技助力中国联通智网创新中心通过智能化运维(AIOps)通用能力成熟度3级评估

2023年12月15日,中国信息通信研究院隆重公布了智能化运维AIOps系列标准最新批次评估结果。 必示科技与中国联通智网创新中心合作的“智能IT故障监控定位分析能力建设项目”通过了中国信息通信研究院开展的《智能化运维能力成熟度系列标准 第1部分:通用能…

PHP项目如何自动化测试

开发和测试 测试和开发具有同等重要的作用 从一开始,测试和开发就是相向而行的。测试是开发团队的一支独立的、重要的支柱力量。 测试要具备独立性 独立分析业务需求,独立配置测试环境,独立编写测试脚本,独立开发测试工具。没有…

STM32--7针0.96寸OLED屏幕显示(4线SPI)

本文介绍基于STM32F103C8T60.96寸OLED(7针)的显示(完整程序代码见文末链接) 一、简介 OLED,即有机发光二极管( Organic Light Emitting Diode)。 OLED 由于同时具备自发光,不需背光…

C++ 设计模式之桥接模式

【声明】本题目来源于卡码网(题目页面 (kamacoder.com)) 【提示:如果不想看文字介绍,可以直接跳转到C编码部分】 【简介】什么是桥接模式 桥接模式(Bridge Pattern)是⼀种结构型设计模式,它的U…

倍福嵌入式PLC开发团队建设

倍福嵌入式PLC开发工程师确实比较难找,这是因为这个领域需要具备丰富的专业知识和技能,而且经验越丰富的工程师越难找到。以下是一些可能导致倍福嵌入式PLC开发工程师难找的原因: 具备相关技能的工程师数量相对较少:嵌入式PLC开发…

XUbuntu22.04之免费思维导图工具(二百零六)

简介: CSDN博客专家,专注Android/Linux系统,分享多mic语音方案、音视频、编解码等技术,与大家一起成长! 优质专栏:Audio工程师进阶系列【原创干货持续更新中……】🚀 优质专栏:多媒…

Kafka集群的安装与配置

一、安装JDK 1、在usr目录下新建Java目录,然后将下载的JDK拷贝到这个新建的Java目录中1 创建目录命令:mkdir /usr/java 2、进入到Java目录中解压下载的JDK 解压命令:tar -zxvf jdk-18_linux-x64_bin.tar.gz 在1主机上,将安装包…

SQL-用户管理与用户权限

🎉欢迎您来到我的MySQL基础复习专栏 ☆* o(≧▽≦)o *☆哈喽~我是小小恶斯法克🍹 ✨博客主页:小小恶斯法克的博客 🎈该系列文章专栏:重拾MySQL 🍹文章作者技术和水平很有限,如果文中出现错误&am…

FPGA之LUT

由于FPGA需要被反复烧写,它实现组合逻辑的基本结构不可能像ASIC那样通过固定的与非门来完成,而只能采用一种易于反复配置的结构。查找表可以很好地满足这一要求,目前主流FPGA都采用了基于SRAM工艺的查找表结构。LUT本质上就是一个RAM.它把数据事先写入RAM后,每当输入一个信号就…

【Python】tensor格式数据转为图像,并保存图像详解和示例

在项目中遇到一个tensor格式的数据,要保存为图像,此文对转换过程通过示例分享,以记录学习过程和帮助大家遇到同类问题时使用。 import torch import cv2 import numpy as np# 创建一个示例张量(tensor) input_tensor …

纯c实现顺序表 数据结构大全

我们已经知道数组是连续的内存地址,顺序表是由数组为基础的一种数据结构,拥有比数组更多的功能,在概念上属于线性结构,跟链表不同的是,顺序表在物理结构上也是线性的 什么是数据结构? 当我们想要使⽤⼤量使…

云计算平台建设总体技术方案详细参考

第1章. 基本情况 1.1. 项目名称 XX 公司 XX 云计算平台工程。 1.2. 业主公司 XX 公司。 1.3. 项目背景 1.3.1. XX 技术发展方向 XX,即运用计算机、网络和通信等现代信息技术手段,实现政府组织结构和工作流程的优化重组,超越时间、空间…