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⌛前言⌛

两个多月,二十多篇的的博客,将近十W字的输出,让自己比开始之前对C语言编程有了不同的感悟,因为开学的关系之后应该会持续的更新一些新的内容,进入下一阶段。计划是在进入大二前持续刷题在课余时间学习练习数据结构的知识,保持输入和输出的学习。

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⛲1.程序的翻译环境和执行环境

在ANSIC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。

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_#define宏_02

翻译环境

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_程序环境_03

1)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)。
2)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。
3)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.编译+链接+汇编

**几个概念的理解:

源文件.c为后缀的文件,比如test.c

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_#define宏_04

目标文件:.obj为后缀的文件,由源文件编译后生成

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_程序环境_05

链接库:库是写好的现有的,成熟的,可以复用的代码。

现实中每个程序都要依赖很多基础的底层库,不可能每个人的代码都从零开始,因此库的存在意义非同寻常。本质上来说库是一种可执行代码的二进制形式,可以被操作系统载入内存执行。

库有两种:静态库(.a、.lib)和动态库(.so、.dll)。
windows上对应的是.lib.dll linux上对应的是.a.so

静态库:是因为在链接阶段,会将汇编生成的目标文件.o与引用到的库一起链接打包到可执行文件中。因此对应的链接方式称为静态链接

比如:

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_C语言_06

**整个翻译环境分为两个大的部分:编译 + 链接

编译阶段所需要的编译器,我们可以找到它

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_编译+链接+汇编_07

链接阶段所需要的链接器,我们也可以找到它

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_预处理_08


编译阶段又可以分为以下3个步骤:

预处理、编译、汇编


举例 :

看代码: sum.c

int g_val = 2016;
void print(const char *str)
{
    printf("%s\n", str);
}

test.c

#include  int main()
{
    extern void print(char *str); 
    extern int g_val; 
    printf("%d\n", g_val);
    print("hello  bit.\n"); 
    return 0;
}

【C语言进阶】—— 程序环境和预处理  ( 坚持总会有收获!!!)_预处理_09

如何查看编译期间的每一步发生了什么呢?

test.c

#include 
int main()
{
    int i = 0; 
    for(i=0; i<10; i++)
    {
    printf("%d ", i);
    }
    return 0;
}

使用linux看详细步骤:

  1. 预处理 选项 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。

  2. 编译 选项gcc -S test.c,编译完成之后就停下来,结果保存在test.s中。

  3. 汇编 gcc -c test.c,汇编完成之后就停下来,结果保存在test.o中。


每个阶段所做的事:

预处理阶段:

①头文件的包含
②#define定义的符号和宏的替换
③注释的删除(所以我们要大胆写注释!不会影响程序的运行和性能!)
– - 这些都是文本操作

编译阶段:

把c语言代码转换为汇编代码
语法分析、词法分析、语义分析、符号汇总

汇编阶段:

将汇编语言转换为机器语言
生成符号表

链接阶段:

把多个目标文件(.obj(windows) / .o(Linux))和链接库进行链接
合并段表
符号表的合并和重定位

执行环境 / 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。
⒉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。