C语言翻译环境:预编译+编译+汇编+链接详解

目录

翻译环境和运行环境

翻译环境

预处理(预编译)

编译

词法分析

语法分析

 语义分析

汇编

链接

运行环境



⭐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。

可执行程序中存储的是二进制指令(机器指令)

⭐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。

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文件单独经过编译器,编译处理生成对应的目标文件(后缀为.obj)
  • 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:

🏲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(Linux) 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。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(替换)。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。

🏲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

对下面代码进行编译的时候,会怎么做呢?假设有下面的代码

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

⚡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)。

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

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
(左圆括号
2数字
+加号
6数字
)右圆括号

⚡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。

 ⚡语义分析

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

🏲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地进行翻译,翻译成机器语言(二进制指令),也不做指令优化。
汇编的命令如下:

gcc -c test.s -o test.o


 因为编辑器格式不匹配,所以这些二进制指令展示出来的是乱码。

🏲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 和 add.c ),代码如下

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g_val变量 的时候必须确切的知道 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

在编译阶段,每个.c文件都会生成一个符号表,然后在链接的时候进行汇总。

⭐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动安排,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。
     

____________________

⭐感谢你的阅读,希望本文能够对你有所帮助。如果你喜欢我的内容,记得点赞关注收藏我的博客,我会继续分享更多的内容。⭐

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/697275.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

H桥逆变方式介绍(单极性)

H桥逆变电路实现的就是一个从DC——AC的过程 这个电路有两个时序,Q6Q4是一个导通时序,Q5Q7是一个导通时序 左边两个是高频20KHZ的、互补的sPWM波,右边是低频的50HZ的PWM波 三角波一般叫载波,正弦波叫调制波(单片机内…

Hbase和Clickhouse对比简单总结

Hbase和Clickhouse是两种不同的数据库系统,它们各自适用于不同的场景。以下是两者之间的对比: 数据模型: HBase 是一种基于列的存储系统,它适合处理大规模的数据集,特别是那些需要快速随机访问的场景。ClickHouse 则是…

对“绝地求生“源码调节

调整了一些界面和降低游戏难度 #include "c.h" using namespace std; ExMessage msg; struct ME {int x 100; int y 100; int life 1000; int knapsack[18]; int Maximum_ammunition_capacity 0;int Ammunition_capacity 0; int primary_weapon 0; int moveme…

springboot/ssm仓库管理系统Java货物出入库管理系统wms系统web

springboot/ssm仓库管理系统Java货物出入库管理系统wms系统web 基于springboot(可改ssm)vue项目 开发语言:Java 框架:springboot/可改ssm vue JDK版本:JDK1.8(或11) 服务器:tomcat 数据库&#xff1a…

Vi/Vim 使用小窍门,如何消除搜索后的关键字高亮

Vim/Vi 基本上是 *nix 世界最受欢迎的编辑器了,不知道为什么,一直以来觉得和 Emacs 比起来,Vim 更加有亲和力。用起来很舒服。 今天就记录一个困扰了我很久的问题。 大家应该都知道,在 Vi 里面如果要搜索某个关键字,…

C语言开发教程

C语言开发教程 电子书下载 下载地址 第一章 导言 1.1 入门 1.2 变量与算术表达式 1.3 for语句 1.4 符号常量 1.5 字符输入/输出 1.6 数组 1.7 函数 1.8 参数--传值调用 1.9 字符数组 1.10 外部变量与作用域 第二章 类型、运算符与表达式 2.1 变量名 2.2 数据类型及长度 2.3 常…

汽车会撞死人,应不应该限制汽车?

激进派表示事故率很低,损失相比汽车带来的收益不值一提,不能限制汽车 保守派表示行人什么也没有做错,却飞来横祸,只要发生一起事故,可能对一个家庭就是灭顶之灾,应该严格限制汽车 两边都有道理&#xff0c…

Python-pdfplumber读取PDF内容

文章目录 前言一、pdfplumber模块1.1 pdfplumber的特点1.2 pdfplumber.PDF类1.3pdfplumber.Page类 二 pdfplumber的使用2.1 加载PDF2.2 pdfplumber.PDF 类2.3 pdfplumber.Page 类2.4 读取PDF2.5 读取PDF文档信息2.6 查看总页数2.7 查看总页数读取第一页的宽度,页高等…

263集成客服系统:提升电商平台用户体验

{连接:无缝整合客服渠道} 在电子商务领域,客服是保持客户满意度和忠诚度的关键因素。263集成客服系统允许电商平台无缝连接到各种客服通道,包括在线聊天、电子邮件和社交媒体等。这种无代码开发方式不仅消除了传统API开发的复杂性&#xff…

使用Java调用Cplex求解带时间窗的车辆路径问题

使用Java调用Cplex求解VRPTW问题 一、带时间窗车辆路径优化问题(Vehicle Routing Problem with Time Window,VRPTW)1.1 问题描述1.2 模型构建 二、使用Java调用Cplex求解VRPTW问题2.1 完整代码2.2 求解结果 三、求解过程中踩的坑 一、带时间窗…

DevOps:实现软件开发与运维的协同革命

DevOps作为一种新型的软件开发和运维模式,在当今信息技术领域引起了广泛关注和应用。本文通过对DevOps的定义、原则、核心实践以及优势等方面进行探讨,旨在深入剖析DevOps对软件开发与运维的革命性影响,并从实践角度探讨其在现代软件开发中的…

VsCode编译wxWidgets的HelloWorld

wxWidgets 环境搭建 在wxWidgets 官网下载页面点击Download Windows Binaries选择TDM-GCC 10.3和MinGW-w64 8.1下的头文件和开发包进行下载。这儿我们会用两种 gcc 编译器进行对比,所以下载 2 个种编译器对应的库文件。正常只需根据自己安装的编译器下载对应的 1 种…

[每周一更]-(第88期):Nginx 之 proxy_pass使用详解

proxy_pass 指令用于指定后端服务器的地址,可以采用以下不同的格式: 直接指定地址和端口: location / {proxy_pass http://backend_server:8080; }这将请求代理到 http://backend_server:8080。 使用变量: location / {set $ba…

petalinux_zynq7 驱动DAC以及ADC模块之五:nodejs+vue3实现web网页波形显示

前文: petalinux_zynq7 C语言驱动DAC以及ADC模块之一:建立IPhttps://blog.csdn.net/qq_27158179/article/details/136234296petalinux_zynq7 C语言驱动DAC以及ADC模块之二:petalinuxhttps://blog.csdn.net/qq_27158179/article/details/1362…

flutter开发实战-手势Gesture与ListView滚动竞技场的可滑动关闭组件

flutter开发实战-手势Gesture与ListView滚动竞技场的可滑动关闭组件 最近看到了一个插件,实现一个可滑动关闭组件。滑动关闭组件即手指向下滑动,组件随手指移动,当移动一定位置时候,手指抬起后组件滑出屏幕。 一、GestureDetect…

大保司保费贵,是否物有所值?

《大保司保费贵,是否物有所值》 这是罗师兄的原创文章 预计8-9分钟读完 作者:罗师兄 微信号:luoyun515 当我们想要买一份重疾险、储蓄险等长期险时, 我们会发现,同样的保障责任和保额, 不同保险公司的…

基于AdaBoost算法的情感分析研究-微博情感分析-文本分类

基于AdaBoost算法的情感分析研究 摘 要 随着互联网的快速发展,各类社交媒体平台如微信、QQ等也与日俱增,而微博更是集成了传统网站、论坛、博客等的优点,并加上了人与人之间的互动性、关系亲密程度等多种智能算法,并以简练的形式…

python安装与配置2024最新版

对python不熟悉的可以去看看这篇文章python介绍 pytho安装 来到Python官网:https://www.python.org/ 然后 选着download列表下的windows , 然后加进入python各个版本的下载界面 可以看到截止2024年2月22日,最新版是3.12.2 但是我们一般下载稳定版 如下,点击连接进…

设计模式学习笔记 - 面向对象 - 5.接口和抽象类的区别

简述 在面向对象编程中,抽象类和接口是常被用到的语法概念,是面向对象四大特性,以及很多设计模式、设计思想、设计原则实现的基础。它们之间的区别是什么?什么时候用接口?什么时候用抽象类?抽象类和接口存…

解决两个MySQL5.7报错

目录 1.启动不了MySQL,报错缺少MSVCR120.dll去官网下载vcredist_x64.exe运行安装进入管理员CMD 2.本地计算机 上的 mysql 服务启动后停止。某些服务在未由其他服务或程序使用时将自动停止,Fatal error: Can‘t open and lock privilege tables: Table ‘…