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1.翻译环境
所谓翻译环境,就是在这个环境中源代码被翻译成可执行的机器指令。
多个源文件经过编译器生成各自目标文件,最后这些目标文件需要链接器进行链接生成一个可执行程序。
1.2 预编译
编译分为三个阶段:预编译、编译、汇编。
为了能更好地演示,这里使用linux中的gcc编译器来展示。
①首先我们编写好一段代码,使用gcc test.c -E -o test.i对源文件进行预编译,输出内容放到test.i中;我们发现预编译之后生成的文件中,除了本身的源码还掺杂了一堆其他的东西。
普通的代码:
#include<stdio.h>
// 全局变量
int gval = 2025;
int Add()
{
return x + y;
}
int main()
{
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int i = 0;
for(i = 0; i < 10;i++)
{
printf("%d\n",arr[i]);
}
return 0;
}
预编译之后的结果:
②因为源文件只包含了stdio.h,那么我们就去头文件中寻找,结果发现两者有相同之处;所以我们断定在预处理/预编译阶段就会把头文件全部包含在源码之中。
③增加代码中规定注释和宏定义,再次进行预编译;
#include<stdio.h>
// 全局变量
int gval = 2025;
#define MAX 100
int Add()
{
return x + y;
}
// 一个平平无奇的注释
int main()
{
int m = MAX;
int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
int i = 0;
for(i = 0; i < 10;i++)
{
printf("%d\n",arr[i]);
}
return 0;
}
观察预编译结果:宏定义已经直接替换,注释也不见了。
总结: 在预处理阶段,做的都是一些文本操作。
1.3 编译
① 使用gcc test.i -S 对预编译文件进行编译或者直接对源文件进行编译;
上面的代码故意留了一个小问题,此时编译的时候报错,那么我们可以总结编译作用的第一条:根据语法语义对代码进行分析。
②打开编译之后生成的代码,发现已经将源码转换成了汇编代码。这里的转换其中包含词法分析、语法分析、符号汇总(全局变量汇总)、语义分析。
1.4 汇编
①使用gcc test.s -c 对代码进行汇编,生成目标文件。打开目标文件发现是二进制文件,如果正常使用文本编辑器是乱码。
②所以汇编可以将汇编代码转换成二进制指令。
③ 此时会生成符号表,类似于将地址与全局函数进行关联绑定。符号表在链接阶段会使用到。
1.5 链接
①合并段表;
数据的存储需要按照某种格式,那么linux是按照elf格式进行分段存储的,这里需要把相同的数据段进行合并,未来只需要对这个合并的文件进行链接即可。
②符号表的合并和重定位。
在汇编期间生成了多个符号表,有的符号表没有意义(类似于声明函数,其实没有分配空间),那么这种符号表就会进行合并,选择有效的地址进符号表。符号表的存在使得多个文件能够进行关联。
2.运行环境
程序执行过程:
①程序载入内存中,在有操作系统的环境中,由操作系统完成,若在独立环境中,程序的载入需要手动安排(烧录嵌入式板子),也可以通过可执行代码置入只读内存来完成。
②程序的执行开始调用main函数。
③程序使用运行时堆栈(stack),存储函数的局部变量和返回地址,程序同时可以使用静态内存,存储在静态内存的值在程序运行过程中始终保留值。
④终止程序,正常终止main函数;也可能是意外终止。
3. 预处理详解
3.1 预定义符号
这些符号可以直接使用,C语言原生自带。
简单进行使用:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("file:%s line=%d date:%s time:%s ",__FILE__,__LINE__,__DATE__,__TIME__);
return 0;
}
输出结果:
这些 预定义符号可以用于日志的记录:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
FILE* ps = fopen("log.txt","w");
if (ps == NULL)
{
perror("fopen");
return 1;
}
fprintf(ps,"file:%s line=%d date:%s time:%s ",__FILE__,__LINE__,__DATE__,__TIME__);
fclose(ps);
ps = NULL;
return 0;
}
3.2 define定义标识符
语法:
#define name stuff
几乎所有基本类型都可以使用define定义,需要注意的是,不要在define定义最后加分号 ,这样会引起很多不必要的误会。
#include<stdio.h>
#define MAX 1000
#define STR "hello"
#define print printf("hehe\n")
int main()
{
int m = MAX;
print;
printf("%s\n",STR);
return 0;
}
3.3 #define定义宏
待续......