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翻译环境和运行环境
1.1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。
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第一种是翻译环境:将源代码转换成可执行的机器指令(二进制指令)
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第二种是运行环境:它用于实际执行代码
1.2编译环境
编译环境是由编译和链接这两部分组成,而编译又可以分为预处理,编译,汇编三大过程。
一个项目可以有多个.c
文件
- 多个
.c
文件经过编译器处理,生成目标文件 - 注意:Window环境下,目标文件的后缀是
.obj
,Linux环境下目标文件后缀是.o
. - 多个目标文件和链接库一起,经过链接器处理生成可执行程序。
- 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。
1.2.1预处理
在预处理阶段,头文件和源文件都会被处理成.i
为后缀的文件。
预处理阶段主要处理#
开始的预编译指令。
- 将所有的 #define 删除,并展开所有的宏定义。
- 处理所有的条件编译指令,如: #if、#ifdef、#elif、#else、#endif
- 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。
- 删除所有的注释
- 添加⾏号和⽂件名标识,⽅便后续编译器⽣成调试信息等。
- 或保留所有的#pragma的编译器指令,编译器后续会使⽤。
1.3编译
编译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。
1.3.1词法分析
将源代码程序被输⼊扫描器,扫描器的任务就是简单的进⾏词法分析,把代码中的字符分割成⼀系列
的记号(关键字、标识符、字⾯量、特殊字符等)。
1.3.2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。
1.3.3语义分析及优化
由语义分析器来完成语义分析,即对表达式的语法层⾯分析。编译器所能做的分析是语义的静态分
析。静态语义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。
1.4汇编
汇编是将汇编代码转换成可执行的机器指令,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。
1.5链接
链接是⼀个复杂的过程,链接的时候需要把⼀堆⽂件链接在⼀起才⽣成可执⾏程序。链接过程主要包括:地址和空间分配,符号决议和重定位等这些步骤。链接解决的是⼀个项⽬中多⽂件、多模块之间互相调⽤的问题。
运行环境
- 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