【c语言】编译链接--详解

一.程序的翻译环境和运行环境

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

二.翻译环境：预编译+编译+汇编+链接

翻译环境

一个程序可能不止一个.c文件
• 多个.c⽂件单独经过编译出编译处理⽣产对应的目标文件
• 多个⽬标⽂件和链接库⼀起经过链接器处理⽣成最终的可执⾏程序。
• 链接库是指运⾏时库(它是⽀持程序运⾏的基本函数集合)或者第三⽅库。

编译过程可以分为预处理，编译，汇编三个阶段。

（一）预编译

1.将所有的#define删除，展开所有的宏定义

//预处理前
#define M 5
int main()
{int a = M;return 0;
}

//预处理后
int main()
{
int a=5;
return 0;
}

2.处理所有的条件编译指令，如：#if、#ifdef、#elif、#else、#endif 。
3.处理#include 预编译指令，将包含的头⽂件的内容插⼊到该预编译指令的位置。这个过程是递归进⾏的，也就是说被包含的头⽂件也可能包含其他⽂件。

#include<stdio.h>
//将头文件插入到目标文件中

4.删除所有的注释，以减小目标文件的大小。
5.添加行号和文件名标识，⽅便后续编译器⽣成调试信息等。
6.或保留所有的#pragma的编译器指令，编译器后续会使⽤。

（二）编译

把c语言代码翻译成汇编代码

编译过程就是将预处理后的⽂件进⾏⼀系列的：词法分析、语法分析、语义分析及优化，⽣成相应的汇编代码⽂件。
对下⾯代码进⾏编译的时候，会怎么做呢？假设有下⾯的代码

array[index] = (index+4)*(2+6);

1）词法分析

将代码分割成一系列的记号，例如**（关键字、标识符、字⾯量、特殊字符等）**

2）语法分析

接下来语法分析器，将对扫描产⽣的记号进⾏语法分析，从⽽产⽣语法树。这些语法树是以表达式为节点的树。

3）语义分析

由语义分析器来完成语义分析,编译器所能做的分析是语义的静态分析。通常包括声明和类型的匹配，类型的转换等。这个阶段会报告错误的语法信息。

4）符号汇总
在后面链接部分会讲到
汇总的符号一般是全局的符号

（三）汇编

把汇编代码翻译成了二进制的指令生产了.o文件（目标文件），生成符号表

汇编器是将汇编代码转转变成机器可执⾏的指令，每⼀个汇编语句⼏乎都对应⼀条机器指令。就是根
据汇编指令和机器指令的对照表⼀⼀的进⾏翻译，也不做指令优化

(四）链接

链接目标文件和链接库生成可执行程序二进制程序
1.符号表的汇总
2.符号表的合并和重定义

1.编译过程中进行符号汇总

前面我们说到在编译过程中会进行符号汇总。
在如下add.c文件中，汇总到一个 Add符号

在test.c文件中，汇总到 Add和main

2.汇编过程中生成符号表

3.链接符号表汇总

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。

码字不易，感谢观看。

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