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翻译环境
预处理
编译
汇编
链接
执行环境
前言
在标准C的任何一种实现中,都存在两个不同的环境:
1.翻译环境:在这个环境中,源代码被翻译成为可执行的机器指令。
2.执行环境:用于执行实际的代码
在VS2022中,我们写好代码之后,Ctrl+F5好像直接出来我们想要的结果,貌似并没有看到这些复
杂的过程。其实是因为VS2022已经被包装的相当完善,为了快捷方便这些步骤几乎是一气呵成。
所以,博主在浅浅地学习了一下Linux操作,为大家展示一下细致的过程。
正文
翻译环境
首先创建一个源文件test.c,写下一个简单的代码:
利用gcc编译器搭配不同的命令选项,可以查看编译期间每一步发生了什么。
预处理
预处理阶段需要完成的操作:
1.头文件的包含
2.注释的删除
3.#define符号的替换
gcc -E 在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的文件中。
cat -n 查看test.i文件,并为每一行编上行号。
test.i文件中,包含852行代码,文件的末尾几行正式我刚刚所写的内容。
那么不难猜到,上面836test.s行代码应该都是包含头文件的内容。
编译
把C语言代码转化为了汇编代码。包含:
1.语法分析
2.词法分析
3.语义分析
4.符号汇总
gcc -s 在 编译完成之后就停下来,结果保存在test.s中。
cat -n 阅读test.stest.s
只展示一部分,这些是C语言被翻译为汇编语言。
汇编
把汇编指令转化为二进制指令,形成符号表。
gcc -c 汇编完成之后就停下来,结果保存在test.o文件中。
ps: 指令ls:展示当前目录下的文件
readelf -s 阅读二进制文件test.o,并显示符号表中的内容。
虽然可能看不太懂,但是里面依旧有我们熟悉的字眼。
链接
1.合并段表
2.符号表的合并和重定位
如果是一个含有多文件的程序,每个.c文件都会生成一个自己的符号表,链接的过程就是将这些符号表汇总合并。
执行环境
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,一般由操作系统来完成;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,这个时候程序将进行一个运行时堆栈,存储函数的局部变量和返回值地址。程序同时也可以使用静态内存,存储于静态内存中的变量在程序执行的这个过程一直保留他们的值
4.终止程序。正常终止程序,也有可能是异常终止。
本文参考书籍:《程序员的自我修养》