c语言学习总结———编译和链接

发布时间：2024年01月15日

再次来做一下学习总结，今天我们总结一下关于编译和链接的学习吧！

1. 翻译环境和运?环境
在ANSI C的任何?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?的机器指令。
第2种是执?环境，它?于实际执?代码。
翻译环境：
翻译环境是由编译和链接两个?的过程组成的，?编译?可以分解成：预处理（预编译）、编译、汇编三个过程。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 编译? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 链接
多个.c?件单独经过编译出编译处理?产对应的?标?件。 （注：在Windows环境下的?标?件的后缀是 .obj ，Linux环境下?标?件的后缀是 .o）
多个?标?件和链接库?起经过链接器处理?成最终的可执?程序。
链接库是指运?时库(它是?持程序运?的基本函数集合)或者第三?库 。
编译器还可以展开成三个过程:
（因为vs是直接运行结果，没有办法查看.i文件。所以只能使用gcc编译器来查看.i文件）
预处理：
在预处理阶段，源?件和头?件会被处理成为.i为后缀的?件。
在 gcc 环境下想观察?下，对 test.c ?件预处理后的.i?件，命令如下：
? ? ? ? ?gcc -E test.c -o test.i(test.都是自定义文件名)
预处理阶段主要处理那些源?件中#开始的预编译指令（以#开头的指令基本都是预编译指令）：
? 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?件的内容插?到该预编译指令的位置。这个过程是递归进?的，也就是说被包含的头?件也可能包含其他?件。
? 删除所有的注释。（替换成空格）
? 添加?号和?件名标识，?便后续编译器?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?。
经过预处理后的.i?件中不再包含宏定义，因为宏已经被展开。并且包含的头?件都被插?到.i?件
中。所以当我们?法知道宏定义或者头?件是否包含正确的时候，可以查看预处理后的.i?件来确认。
编译：
?
编译过程就是将预处理后的?件进??系列的： 词法分析、语法分析、语义分析及优化 ，?成相应的汇编代码?件。
? gcc -S test.i -o test.s(test.都是自定义文件名)
如： array [index] = (index+ 4 )*( 2 + 6 );
词法分析：
将源代码程序被输?扫描器，扫描器的任务就是简单的进?词法分析，把代码中的字符分割成?系列的记号（关键字、标识符、字?量、特殊字符等）。
如： 进?词法分析后得到了16个记号
语法分析 ：
对扫描产?的记号进?语法分析，从?产?语法树。这些语法树是以表达式为节点的树。
如：
语义分析：
对表达式的语法层?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。
汇编：
汇编器是将汇编代码转转变成机器可执?的指令，每?个汇编语句?乎都对应?条机器指令。就是根据汇编指令和机器指令的对照表??的进?翻译，也不做指令优化。（把汇编代码翻译成二进制的指令，生成.o文件（目标文件））.
汇编的命令:?? gcc -c test.s -o test.o(test.都是自定义文件名)
链接：
链接的时候需要把?堆?件链接在?起才?成可执?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?个项?中多?件、多模块之间互相调?的问题。
如：
# include <stdio.h>? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? int g_val = 2022 ;
//test.c ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?int Add ( int x, int y)
// 声明外部函数 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??{
extern int Add ( int x, int y); ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? return x+y;
? // 声明外部的全局变量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?}
extern int g_val;
int main ()
{
int a = 10 ;
int b = 20 ;
int sum = Add(a, b);
printf ( "%d\n" , sum);
return 0 ;
}
（我们在 test.c ?件中每?次使? Add 函数和 g_val 的时候必须确切的知道 Add 和 g_val 的地
址，但是由于每个?件是单独编译的，在编译器编译 test.c 的时候并不知道 Add 函数和 g_val
变量的地址，所以暂时把调? Add 的指令的?标地址和 g_val 的地址搁置。等待最后链接的时候由链接器根据引?的符号 Add 在其他模块中查找 Add 函数的地址，然后将 test.c 中所有引?到
Add 的指令重新修正，让他们的?标地址为真正的 Add 函数的地址，对于全局变量 g_val 也是类
似的?法来修正地址。这个地址修正的过程也被叫做： 重定位 ）
（编译——符号汇总? ?汇编——形成符号表? ?链接——符号决议和重定位）
运?环境:
程序必须载?内存中。在有操作系统的环境中：?般这个由操作系统完成。在独?的环境中，程序
的载?必须由??安排，也可能是通过可执?代码置?只读内存来完成。
程序的执?便开始。接着便调?main函数。
开始执?程序代码。这个时候程序将使??个运?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?静态（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执?过程
?直保留他们的值。
终?程序。正常终?main函数；也有可能是意外终? 。
这基本上就是关于编译和链接的一些学习总结，后续也会继续补充和撰写更多的学习总结！
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文章来源:https://blog.csdn.net/weixin_62409572/article/details/135610828
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