【C】程序环境和预处理(上)环境介绍

简介: 程序的翻译和执行环境,以及 详解C程序的编译+链接

🎈今日心语:你所看到的惊艳,都曾被平庸所历练。

重点:

  • 程序的翻译环境
  • 程序的执行环境
  • 详解:C语言程序的编译+链接
  • 预定义符号介绍
  • 预处理指令#define
  • 宏和函数的对比
  • 预处理操作符#和##的介绍
  • 命令定义
  • 预处理指令#include
  • 预处理指令#undef
  • 条件编译

本章我们介绍程序的翻译和执行环境,以及程序的编译+链接,为后面建立基础

其余内容我们在下一篇介绍


文章目录



1.程序的翻译环境和执行环境

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。

1.1 翻译环境

  • 组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码(object code)。
  • 每个目标文件由链接器(linker)捆绑在一起,形成一个单一而完整的可执行程序。
  • 链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数,而且它可以搜索程序员个人的程序库,将其需要的函数也链接到程序中,形成一个完整的可执行程序。
    2.编译和链接详解

2.1编译的三个阶段

可在Linux环境下,使用gcc编译器对编译期间的每一步进行操作和观察:

  • 预处理相关指令:gcc -E test.c -o test.i预处理完成之后就停下来,预处理之后产生的结果都放在test.i文件中。主要完成的任务(文本操作):
  1. 头文件的包含
  2. define定义符号的替换
  • 宏定义的删除
  1. 注释的删除
  • 编译

相关指令gcc -S test.c

编译完成之后就停下来,结果保存在test.s中。

主要完成的任务:

将c语言代码转换为汇编代码

  1. 语法分析
  2. 词法分析
  3. 符号汇总
  4. 语义分析
  • 汇编

相关指令 gcc -c test.c

汇编完成之后就停下来,结果保存在test.o中。

主要完成的任务:

  1. 把汇编代码转换成二进制指令
  2. 把编译期间汇总的符号形成符号表

2.2链接

主要完成的任务:

  1. 合并段表(把相同格式的文件中各段同类信息进行合并)
  2. 符号表的合并和重定义,重定义是将几个相同的符号取有意义的一个,将无意义的符号删除。

如图,我们只对函数进行了调用,而函数未定义,就会导致error LNK2019这样的错误,此过程中无法解析出有意义的符号Add,致使链接时发生了错误。

2.3 运行环境

程序执行的过程:

  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。
    注:
    介绍一本书《程序员的自我修养》
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