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  • 编辑编译链接
    • 编辑:编写后缀名为.c的源代码
    • 编译:计算机将.c文件翻译成后缀名为.obj的目标文件(在计算机底层执行)
    • 链接:将目标文件和库文件生成可执行文件,可执行文件的名称不是.c文件的名字,而是包含.c文件的项目名称(这一过程在计算机底层执行)
    • 运行:执行.exe文件,得到运行结果

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    什么是编译

    • 有了C源文件,通过编译器将其编译成obj文件(目标文件)
    • 如果程序没有错误,没有任何提示,但在Debug目录下会出现obj文件,该文件称为目标文件

    什么是链接

    • 有了目标文件(.obj文件),通过链接程序将其和运行需要的C库文件链接成.exe文件(可执行文件)
    • 如果程序没有错误,没有任何提示,就会在Debug目录下出现一个项目名.exe文件,称为可执行文件
    • 为什么需要链接库文件呢?因为我们的C程序中会使用C程序库的内容,比如<stdio.h><stdlib.h>中的函数printf(),system()等等,这些函数不是程序员自己写的,而是C程序库中提供的,因此需要链接
    • 链接后,生成的.exe文件比.obj文件大了很多。

    注意事项

    对修改后的.c文件需要重新编译链接,生成新的.exe文件后,再执行,才能生效。
    如果只想得到.exe文件而不在控制台显示,则选择“重新生成解决方案”
    1

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  • C语言的编译链接执行过程

    千次阅读 2018-10-31 11:01:47
    C语言的编译链接执行过程 ​ 机器不能识别高级语言,而对我们来说高级语言更方便理解,这需要编译器的帮助才能完成中间的转化过程:将高级语言转化成机器能识别的二进制文件。 ​ 而一个C程序在执行过程中,需要经历...

    C语言的编译链接执行过程

    ​ 机器不能识别高级语言,而对我们来说高级语言更方便理解,这需要编译器的帮助才能完成中间的转化过程:将高级语言转化成机器能识别的二进制文件。

    ​ 而一个C程序在执行过程中,需要经历两个环境:编译环境和执行环境

    编译环境的四个步骤

    在这里插入图片描述

    • 预处理:对源代码进行处理
    • 编译:生成汇编语言
    • 汇编:将汇编语言转化成机器语言
    • 链接:将生成的目标文件与相关的目标文件或标准库链接,生成可执行文件。

    在这里插入图片描述

    预处理

    预处理过后的源代码仍然是.c文件,这个过程中只是对源代码进行了一些替换,删除,添加动作。如果你的程序即便语法错误,这个步骤仍然会执行

    • 对#include文件替换
    • 宏#define的递归替换
    • 条件预编译指令的替换
    • 去掉注释
    • 保留#pragma指令,编译器会用到。

    编译

    编译的过程会将.c文件转换成汇编语言,再转换之前会先源代码进行词法分析、语法分析、语义分析、符号汇总,再将对应的源代码翻译成汇编语言,这里的汇编语言,其实是机器码的助记符

    ​ 符号汇总,是将程序中的函数名,全局变量看作一个符号,便于在链接过程中找到相应的位置。

    汇编

    汇编将汇编语言转换成对应的二进制语言,即机器指令。将.s语言生成.obj的目标文件。

    ​ 目标文件由段组成,通常一个目标文件中至少两个段:

    • 代码段:主要是程序的指令,可读可执行,但不可写
    • 数据段:存放程序要用到的临时变量或静态数据库,可读,可执行,可写

    不同CPU对应的机器码不同

    链接

    将多个目标文件链接成可执行文件,合并段表,符号表的重定向。

    <在Linux 下编程时,我们可以根据这个过程写一个Makefile文件,方便修改编译。

    执行环境

    • 程序在过程中必须载入程序,CPU通过执行内存中的指令开始执行程序。

    • 程序的执行从调用main函数开始

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  • C++编辑编译链接运行

    千次阅读 2018-04-17 09:20:22
    ”到完成一个大型程序,当程序从编辑完成到执行成功都会经过5个步骤,分别是预处理(Prepressing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)、链接(Linking)和执行(Executing)。了解这五个过程中所做的工作,对...

    从写一个简单的“hello world!”到完成一个大型程序,当程序从编辑完成到执行成功都会经过5个步骤,分别是预处理(Prepressing)、编译(Compilation)、汇编(Assembly)、链接(Linking)和执行(Executing)。了解这五个过程中所做的工作,对我们理解头文件、库文件等在程序中的作用是有帮助的,而且如果能够清楚的了解编译链接过程,在编程时定位错误,纠正错误,以及编程时手动调整编译器以通过调试有很大帮助。

     

    1.     预处理

          预处理器,进行预处理。预处理过程主要处理那些源代码文件以“#”开始的预编译指令。比如“#include”、“#define”和条件预编译指令,如“#if”、“#ifdef”等。预处理时,将所有的“#define”删除,展开所有的宏定义,并且替换掉“#include”。

    (1)宏定义指令,如#define a b。对于这种伪指令,预编译所要做的是将程序中的所有a用b替换,还有#undef,则将取消对某个宏的定义,使以后该串的出现不再被替换。

    (2)条件编译指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件,将那些不必要的代码过滤掉。

    (3) 头文件包含指令,如#include"FileName"或者#include<FileName>等。两者的区别是:系统提供的头文件包含用尖括号,系统直接去系统目录查找文件;自己写的用双引号,系统从工程目录中查找,如果没有再去系统目录查找文件。在头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏(最常见的是字符常量),同时包含有各种外部符号的声明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的源程序使用。因为在需要用到这些定义的源程序中,只需加上一条#include语句即可,而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中,以供编译程序对之进行处理。

    预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作。经过此种替代,生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的含义同没有经过预处理的源文件是相同的,但内容有所不同,经过预编译后产生完整的源文件,将此文件作为编译程序的输入而被翻译成为机器指令。

     

    2.     对源程序进行编译

    经过预编译得到的输出文件中,只有常量;如数字、字符串、变量的定义,以及C语言的关键字等。编译过程就是把预处理完的文件进行一系列的词法分析、语法分析、语义分析以及优化后产生相应的汇编代码文件,这个过程是整个程序构建的核心部分,也是最复杂的部分之一。为了使计算机能执行高级语言源程序,必须先用一种称为“编译器(complier)”的软件(也称编译程序或编译系统)。编译是以源程序文件为单位单别编译的,头文件不参加编译。(在VC6.0里如果编译头文件则会弹出没有可以工具函数,在VS2013中,对于头文件,编译按钮为灰色,不可用状态。)

    现在编译器种类很多,不同编译器区别在于对编译过程做了优化,添加了一些库函数或类库。优化处理是编译系统中一项比较艰深的技术。它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关,而且同机器的硬件环境也有很大的关系。优化一部分是对中间代码的优化。这种优化不依赖于具体的计算机。另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。对于前一种优化,主要的工作是删除公共表达式、循环优化(代码外提、强度削弱、变换循环控制条件、已知量的合并等)、复写传播,以及无用赋值的删除,等等。后一种类型的优化同机器的硬件结构密切相关,最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放的有关变量的值,以减少对于内存的访问次数。另外,如何根据机器硬件执行指令的特点(如流水线、RISCCISCVLIW)而对指令进行一些调整使目标代码比较短,执行的效率比较高,也是一个重要的研究课题。

    编译技巧:编译的作用是对源程序进行词法检查、语法检查和中间代码生成。编译时对文件中的全部内容进行检查,如果有语法错误,编译结束后会显示出所有的编译出错信息,开发人员可以根据错误提示修改程序。对于新写的一个保护多个文件的工程,一开始采用源文件分别编译,这样容易发现每个源文件的自身错误,限定了错误的范围,如果一开始就采用全部编译,多个源文件可能会产生许多错误,无形中增加了开发难度。如果每个源文件都通过了编译,再将所有文件进行编译。对源文件分别编译对于调试,纠错是一种很好的方法。

     

    3.     汇编

    汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。汇编器的编译过程相对于编译器来讲比较简单,它没有复杂的语法,也没有语义,也不需要做指令优化,只是根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译。对于被翻译系统处理的每一个语言源程序,都将最终经过这一处理而得到相应的目标文件。目标程序一般以.obj或.o作为后缀,这具体看操作系统,如Windows是下是.obj目标文件,Linux下是.o目标文件。目标文件中所存放的也就是与源程序等效的目标机器语言代码。


    有时候我们也将预编译、编译和汇编统称为编译。

     

    4.     将目标文件连接

    前面提到过,编译是对源文件分别进行的,每个源文件都产生一个目标文件。但由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行,因为各个源文件之间可能是有相互联系的,例如,某个源文件中的函数可能引用了另一个源文件中定义的某个符号(如变量或者函数调用等);在程序中可能调用了某个库文件中的函数,等等。所有的这些问题都需要经链接解决,即将源程序产生的多个目标文件链接为一个整体。即通过系统提供的“连接程序(linker)”将一个程序的所有目标程序和系统的库文件以及系统提供的其他信息连接起来,最终形成一个可执行的二进制文件,它的后缀是.exe,此时产生了完整的执行文件。

    链接程序的主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接,如源文件产生的目标文件和库文件等,使得所有的这些目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。根据指定的库函数的不同,链接处理可分为两种:

    (1)静态链接:在这种链接方式下,函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中。这样该程序在被执行时这些代码将被装入到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合,其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。

    (2)动态链接:此种方式下,函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记录下共享对象的名字以及其它少量的登记信息。在此可执行文件被执行时,动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空间。动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。

    对于可执行文件中的函数调用,可分别采用动态链接或静态链接的方法。使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小,并且当共享对象被多个进程使用时能节约一些内存,因为在内存中只需要保存一份此共享对象的代码。但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越。 

    链接将相关关联文件链接起来,所以这个阶段的错误不好调试,发生错误可能在我们自己编写的代码中,也有可能是与别的文件关联产生的,对于因关联产生错误就比较复杂了,有时需要调整编译器或链接器。

     

    5.     运行程序

    运行阶段就比较简单了,直接执行前面链接过程产生的可执行的二进制文件(.exe文件)即可得到运行结果。通过对运行结果的分析,检验设计的程序是否满足期望和要求。如果运行结果不正确,应检查程序或算法,重新编辑代码。

            上述全过程可用下图表示:


     

     

    参考文献:

    http://blog.chinaunix.net/uid-26548237-id-3839979.html

    http://zhidao.baidu.com/link?url=tP_9JBtYigC_L3awSSYD4pwayXyXZU72dBoYDgy_0H-cuIVBQXCLnXf4FCZIzAVT81Hw8wpJUzEVBIEaTMfTYa

    http://blog.csdn.net/pangguanzhe1314/article/details/8609560

     

     

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  • 编译链接的过程

    万次阅读 多人点赞 2018-07-22 23:08:24
    程序要运行起来,必须要经过四个步骤:预处理、编译、汇编和链接。接下来通过几个简单的例子来详细讲解一下这些过程。 对于上边用到的几个选项需要说明一下。 使用 gcc 命令不跟任何的选项的话,会默认执行...

    程序要运行起来,必须要经过四个步骤:预处理、编译、汇编和链接。接下来通过几个简单的例子来详细讲解一下这些过程。

    对于上边用到的几个选项需要说明一下。

    使用 gcc 命令不跟任何的选项的话,会默认执行预处理、编译、汇编、链接这整个过程,如果程序没有错,就会得到一个可执行文件,默认为a.out

    -E选项:提示编译器执行完预处理就停下来,后边的编译、汇编、链接就先不执行了。

    -S选项:提示编译器执行完编译就停下来,不去执行汇编和链接了。

    -c选项:提示编译器执行完汇编就停下来。

    所以,这三个选项相当于是限定了编译器执行操作的停止时间,而不是单独的将某一步拎出来执行。

    上述程序的执行过程大家应该都很熟悉了,就不浪费口舌了。

    一、预处理:

           使用-E选项,表示只进行预编译,对应生成一个 .i 文件。

    预处理过程进行的操作:

    • 将所有的“#define”删除,并且展开所有的宏定义
    • 处理所有的条件编译指令,比如“#if”、“#ifdef”、“#elif”、“#else”、“#endif”
    • 处理“#include”预编译指令,将被包含的头文件插入到该编译指令的位置。(这个过程是递归进行的,因为被包含的文件可能还包含了其他文件)
    • 删除所有的注释“//”和“/* */”。
    • 添加行号和文件名标识,方便后边编译时编译器产生调试用的行号心意以及编译时产生编译错误或警告时能够显示行号。
    • 保留所有的#pragma编译指令,因为编译器需要使用它们。

    使用一个简单的程序来验证一下事实是否如上述所说的一样

    编写一个简单的程序,然后使用-E选项执行预处理过程,打开生成的 .i 文件与源文件进行比对,结果一目了然

           对于给代码加上行号这个就不在这里演示了,我们在写代码的时候是不会手动添加行号的,我们看到的行号都是自己使用的编辑工具自动加上的,而这些行号编译系统是看不到的,但是呢,我们发现如果我们哪一行的代码出现了问题,编译的时候就会给出提示说哪行的代码有什么问题,这就已经证明,编译器是会自动添加行号的。

    二、编译:

            使用-S选项,表示编译操作执行完就结束。对应生成一个 .s 文件。

            编译过程是整个程序构建的核心部分,编译成功,会将源代码由文本形式转换成机器语言,编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析、语法分析、语义分析以及优化后生成相应的汇编代码文件。

    • 词法分析:

            词法分析是使用一种叫做lex的程序实现词法扫描,它会按照用户之前描述好的词法规则将输入的字符串分割成一个个记号。产生的记号一般分为:关键字、标识符、字面量(包含数字、字符串等)和特殊符号(运算符、等号等),然后他们放到对应的表中。

    • 语法分析:语法分析器根据用户给定的语法规则,将词法分析产生的记号序列进行解析,然后将它们构成一棵语法树。对于不同的语言,只是其语法规则不一样。用于语法分析也有一个现成的工具,叫做:yacc。

    • 语义分析:

           语法分析完成了对表达式语法层面的分析,但是它不了解这个语句是否真正有意义。有的语句在语法上是合法的,但是却是没有实际的意义,比如说两个指针的做乘法运算,这个时候就需要进行语义分析,但是编译器能分析的语义也只有静态语义。

           静态语义:在编译期就可以确定的语义。通常包括声明与类型的匹配、类型的转换。比如当一个浮点型的表达式赋值给一个整型的表达式时,其中隐含一个从浮点型到整型的转换,而语义分析就需要完成这个转换,再比如,将一个浮点型的表达式赋值给一个指针,这肯定是不行的,语义分析的时候就会发现两者类型不匹配,编译器就会报错。

           动态语义:只有在运行期才能确定的语义。比如说两个整数做除法,语法上没问题,类型也匹配,听着好像没毛病,但是,如果除数是0的话,这就有问题了,而这个问题事先是不知道的,只有在运行的时候才能发现他是有问题的,这就是动态语义。

    • 中间代码生成

           我们的代码是可以进行优化的,对于一些在编译期间就能确定的值,是会将它进行优化的,比如说上边例子中的 2+6,在编译期间就可以确定他的值为8了,但是直接在语法上进行优化的话比较困难,这时优化器会先将语法树转成中间代码。中间代码一般与目标机器和运行环境无关。(不包含数据的尺寸、变量地址和寄存器的名字等)。中间代码在不同的编译器中有着不同的形式,比较常见的有三地址码和P-代码。

           中间代码使得编译器可以分为前端和后端。编译器前端负责产生于机器无关的中间代码,编译器后端将中间代码换成机器代码。

    • 目标代码生成与优化

    代码生成器将中间代码转成机器代码,这个过程是依赖于目标机器的,因为不同的机器有着不同的字长、寄存器、数据类型等。

    最后目标代码优化器对目标代码进行优化,比如选择合适的寻址方式、使用唯一来代替乘除法、删除出多余的指令等。

    三、汇编

    汇编过程调用汇编器as来完成,是用于将汇编代码转换成机器可以执行的指令,每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。

    使用命令as hello.s -o hello.o 或者使用gcc -c hello.s -o hello.o来执行到汇编过程结束,对应生成的文件是.o文件。

    四、链接

    链接的主要内容就是将各个模块之间相互引用的部分正确的衔接起来。它的工作就是把一些指令对其他符号地址的引用加以修正。链接过程主要包括了地址和空间分配、符号决议和重定向

    符号决议:有时候也被叫做符号绑定、名称绑定、名称决议、或者地址绑定,其实就是指用符号来去标识一个地址。

                    比如说 int a = 6;这样一句代码,用a来标识一个块4个字节大小的空间,空间里边存放的内容就是4.

    重定位:重新计算各个目标的地址过程叫做重定位。

    最基本的链接叫做静态链接,就是将每个模块的源代码文件编译成目标文件(Linux:.o  Windows:.obj),然后将目标文件和库一起链接形成最后的可执行文件。库其实就是一组目标文件的包,就是一些最常用的代码变异成目标文件后打包存放。最常见的库就是运行时库,它是支持程序运行的基本函数的集合。

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  • 编辑-编译-连接-执行

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