前言
在上一章的学习中,我们已经学会了从文件中读取信息,以及一系列文件操作,本章我们就要走进程序,了解程序的环境和预处理。
1. 程序的翻译环境和执行环境
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。
说明:计算机能够执行的是二进制指令。但是我们写出的C语言代码是文本信息,计算机不能直接理解,所以通过翻译环境,将C语言代码转化成二进制的指令(可执行程序),在通过执行环境来执行二进制指令。
2. 详解编译和链接
2.1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。
2.2编译的过程
我们可以在Linux系统上,使用 gcc 这个编译器演示整个过程。我们可以通过指令观察每个过程做了什么。
预编译:test.c -E -o test.i
-E 是让编译器进行完预编译就停止,然后输出的结果放进test.i文件。
预编译的功能:
- 注释的删除
- #include 头文件的包含
- #define 符号的替换
说明:所有的预处理指令都是在预处理阶段处理的。
编译:gcc -S test.c
编译完成之后就停下来,结果保存在test.s中。
编译的功能:
- 把C语言代码翻译成汇编指令
编译过程中,会进行语法分析,词法分析,语义分析,符号汇总。
汇编 gcc -c test.c
汇编完成之后就停下来,结果保存在test.o中。(test.o就是目标文件)
汇编的功能:
- 把汇编代码翻译成二进制的指令,放进目标文件。
链接 gcc test.o -o test
Linux 环境下 gcc 编译产生的目标文件 test.o ,可执行程序 test 都是按照 ELF 这种文件的格式来存储的。ELF 会把文件分成各种各样的段,这时就需要链接来合成这些段表.
链接的功能:
- 合并段表
- 符号表的合并和符号表的重定位
2.3运行环境
程序执行的过程:
- 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。
- 程序的执行便开始。接着便调用main函数。
- 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。
- 终止程序。正常终止main函数;也有可能是意外终止。
3. 预处理详解
3.1预定义符号
__FILE__ //进行编译的源文件
__LINE__ //文件当前的行号
__DATE__ //文件被编译的日期
__TIME__ //文件被编译的时间
__STDC__ //如果编译器遵循ANSI C,其值为1,否则未定义
在 gcc 环境中,经过预处理,对符号进行了替换。
3.2#define
3.2.1 #define 定义标识符
语法形式:
#define name stuff
例如:
#define M 100 #define STR "abc" int main() { printf("%d\n", M); printf("%s\n", STR); return 0; }
注意: 在define定义标识符的时候,在最后不要加‘;’,否则会出现错误。
程序环境和预处理(二)+https://developer.aliyun.com/article/1385005