文章目录

• 前言
• 程序的翻译环境和执行环境
• • 翻译环境如何工作
  • 编译[^1]
  • • 预编译
    • • 功能一:完成头文件的包含
      • 功能二: `#define`定义的符号和宏的替换
      • 功能三: 删除注释
  • 编译
  • 汇编
  • • 生成符号表
• 链接
• 运行环境
• • 对第3的小讲
• 结尾

前言

大家吼啊,进阶C已经接近尾声了,这估计是进阶C的倒数第二个博客了嘿嘿.

程序的翻译环境和执行环境

翻译环境类比于我们的VS2019集成开发环境

如图:

我们的可执行程序在生成的过程中,先将源文件逐个单独(一定是逐个单独)交给编译器使其变成我们连接器可以使用的目标文件(在Windows系统的拓展名是.obj )如test.c—>test.obj,然后经过连接器统一处理变成可执行程序.

翻译环境如何工作

围绕着这个两个图展开

分两大步——编译和链接。

编译[^1]

编译这一步通过编译器完成

编译又分

• 预编译（也叫预处理）

  • 完成了头文件的包含

  • #define定义的符号和宏的替换

  • 删除注释

    一系列的文本操作

• 编译

  • 语法分析

  • 词法分析

  • 语义分析

  • 符号汇总

    也就是将C语言代码转换成了汇编代码。

• 汇编

  • 将汇编代码转换成二进制也就是机器语言

  • 生成符号表

    生成了.obj的文件(他的格式elf),我们可以通过readelf这个工具来观察这个文件.

预编译

当我们想在gcc编译器下得到预编译后的结果可以通过输入：gcc test.c -E这样我们就得到了预编译后的文件test.i

功能一:完成头文件的包含

​ 原代码:

后得到的文件内容:

又分为了两个部分:

1.看不懂的部分

而这我们看不懂的部分其实是对#include<stdio.h>的操作.他讲stdio.h内的文件包含到了我们的函数内

注:我们的stdio.h文件并非仅仅只有这些只是但是并非我们需要重视的知识点.

2.几乎和我们代码相同的部分

这些就是我们的代码

功能二: #define定义的符号和宏的替换

原代码:

预编译后:

我们之前通过#define定义的均已被替换我们的#define也已经被处理不见.

功能三: 删除注释

直接将注释删除(偷个懒)

所以无论写多少注释都不会对程序运行产生影响

编译

通过指令gcc test.i -S

编译完成后会得到test.s文件

编译部分会在计算机专业一门叫做:《编译原理》的课上讲解如果大家感兴趣可以听一听在哪一节课上会讲

• 语法分析
• 词法分析
• 语义分析
• 符号汇编

符号汇总我会在汇编这一步提一嘴(毕竟汇编生成了符号表)

汇编

通过指令gcc test.s -c

将汇编指令转换成了二进制指令并形成符号表然后放在text.o(此文件为elf格式)文件内

文件内容:

我们虽然肉眼看不懂二进制指令但是我们可以通过工具readelf来看此文件.

生成符号表

readelf-s就可以得到

对比一下之前的代码

不难发现我们的文件里有函数和全局变量

可是这个的作用是什么呢?

我们不妨将Add函数拆开到另一个源文件

然后经过编译的全部过程就得到了这些

这个时候我们就需要链接来继续后面的操作了

链接

我们知道链接的作用有

• 符号表的合并和重定位
• 合并段表

将符号表重定位并合并之后就可以交给我们的运行环境来操作了.

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。

对第3的小讲

执行程序时就在栈区分配的main函数和Add函数的空间将临时变量放入栈区来后运行程序.

关于函数栈帧的建立和摧毁我会再出一篇博客继续聊.

结尾

今天还会出一篇预处理大家期待一下

标签：文件,符号表,汇编,环境,笔记,编译,详解,test,预处理
来源： https://blog.csdn.net/qq_61434711/article/details/122598859