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編譯器代碼的順序

發布時間:2023-08-03 19:15:07

⑴ C語言文件的編譯與執行的四個階段並分別描述

開發C程序有四個步驟:編輯、編譯、連接和運行。

任何一個體系結構處理器上都可以使用C語言程序,只要該體系結構處理器有相應的C語言編譯器和庫,那麼C源代碼就可以編譯並連接到目標二進制文件上運行。

1、預處理:導入源程序並保存(C文件)。

2、編譯:將源程序轉換為目標文件(Obj文件)。

3、鏈接:將目標文件生成為可執行文件(EXE文件)。

4、運行:執行,獲取運行結果的EXE文件。

(1)編譯器代碼的順序擴展閱讀:

將C語言代碼分為程序的幾個階段:

1、首先,源代碼文件測試。以及相關的頭文件,比如stdio。H、由預處理器CPP預處理為.I文件。預編譯的。文件不包含任何宏定義,因為所有宏都已展開,並且包含的文件已插入。我歸檔。

2、編譯過程是對預處理文件進行詞法分析、語法分析、語義分析和優化,生成相應的匯編代碼文件。這個過程往往是整個程序的核心部分,也是最復雜的部分之一。

3、匯編程序不直接輸出可執行文件,而是輸出目標文件。匯編程序可以調用LD來生成可以運行的可執行程序。也就是說,您需要鏈接大量的文件才能獲得「a.out」,即最終的可執行文件。

4、在鏈接過程中,需要重新調整其他目標文件中定義的函數調用指令,而其他目標文件中定義的變數也存在同樣的問題。

⑵ 編譯器生成的匯編語句執行順序為什麼與C代碼順序不同

不影響語義的前提下編譯器可以任意重排代碼順序;
在亂序執行(Out-of-Order)的CPU里,機器碼的執行也可以不按照你在「匯編」層面上看到的順序執行,只要不影響語義。
所以說這些中間步驟的順序,作為底層細節平時不需要那麼在意——它們多半跟原始源碼的順序是不一樣的。

現代優化編譯器優化的思路之一是「基於依賴的優化」(dependence-based optimization)。題主引用的CSAPP的例子:

int arith(int x, int y, int z) {
int t1 = x + y;
int t2 = z * 48;
int t3 = t1 & 0xFFFF;
int t4 = t2 * t3;
return t4;
}

所有涉及運算的值都是局部標量變數(local scalar variable),這是最便於編譯器做分析的情況,所有依賴都可以顯式分析。
由於整個函數沒有分支,這里也不需要討論控制依賴(control dependence),只要討論數據依賴(data dependence)就好。
把數據依賴圖畫出來是個DAG(這里正好是棵樹,特例了):

x y z 48
\ / \ /
t1 0xFFFF t2
\ / /
t3 /
\ /
t4

優化必須要滿足的約束是:每個節點求值之前,其子節點(依賴的數據源)必須要先求了值。
顯然,t1和t2之間沒有依賴關系,它們的相對求值順序怎樣重排都沒關系。

有本我很喜歡的書,裡面講的是各種基於依賴的優化:Optimizing Compilers for Modern Architectures - A Dependence-based Approach

以上是理論部分。

================================================================

下面來看例子。

我們可以用一個實際編譯器來看看CSAPP的例子編譯出來的結果:

.text
# -- Begin arith
.p2align 4,,15
.globl arith
.type arith, @function
arith:
.p2align 4,,7
/*.L0:*/ /* Block BB[54:2] preds: none, freq: 1.000 */
movl 8(%esp), %edx /* ia32_Load T[139:10] -:1:22 */
addl 4(%esp), %edx /* ia32_Add Iu[141:12] -:2:14 */
movzwl %dx, %edx /* ia32_Conv_I2I Iu[142:13] -:4:15 */
imull 12(%esp), %edx /* ia32_IMul Iu[143:14] -:5:15 */
leal (%edx,%edx,2), %eax /* ia32_Lea Iu[144:15] -:5:15 */
shll $0x4, %eax /* ia32_Shl Iu[146:17] -:5:15 */
ret /* ia32_Return X[152:23] -:6:3 */
.size arith, .-arith
# -- End arith

這里用的是libFirm。可見它跟CSAPP書里所說的匯編的順序又有所不同。這也是完全合理的。
這個編譯結果的順序是:

edx = y;
edx += x;
edx = zeroextend dx; // edx = edx & 0xFFFF
edx *= z;
eax = edx * 3;
eax <<= 4; // eax = eax * 16

也是完全符合依賴關系的約束的一種順序。
之所以用libFirm舉例是因為它的中間表示(Intermediate Representation)是一種程序依賴圖(Program Dependence Graph),可以很方便的看出控制與數據依賴。把CSAPP那裡例子對應的libFirm IR畫出來,是這個樣子的:
(這張圖跟我前面畫的數據依賴圖正好是左右翻轉的,不過意思一樣。(這張圖跟我前面畫的數據依賴圖正好是左右翻轉的,不過意思一樣。
Arg 0、1、2分別代表x、y、z。白色方塊是普通數據節點,黃色方塊是常量節點,藍色方塊是內存相關節點,紅色方塊是控制流節點,粉紅色方塊是特殊的開始/結束節點。)

某版LLVM生成的代碼:

; MoleID = '/tmp/webcompile/_16355_0.bc'
target datalayout = "e-m:e-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-ellcc-linux"

; Function Attrs: nounwind readnone
define i32 @arith(i32 %x, i32 %y, i32 %z) #0 {
entry:
%add = add nsw i32 %y, %x
%mul = mul nsw i32 %z, 48
%and = and i32 %add, 65535
%mul1 = mul nsw i32 %mul, %and
ret i32 %mul1
}

attributes #0 = { nounwind readnone "less-precise-fpmad"="false" "no-frame-pointer-elim"="false" "no-infs-fp-math"="false" "no-nans-fp-math"="false" "stack-protector-buffer-size"="8" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }

!llvm.ident = !{!0}

!0 = !{!"ecc 0.1.10 based on clang version 3.7.0 (trunk) (based on LLVM 3.7.0svn)"}

最終生成的x86匯編:

.text
.file "/tmp/webcompile/_15964_0.c"
.globl arith
.align 16, 0x90
.type arith,@function
arith: # @arith
# BB#0: # %entry
movl 8(%esp), %eax
addl 4(%esp), %eax
movzwl %ax, %eax
imull 12(%esp), %eax
shll $4, %eax
leal (%eax,%eax,2), %eax
retl
.Ltmp0:
.size arith, .Ltmp0-arith

.ident "ecc 0.1.10 based on clang version 3.7.0 (trunk) (based on LLVM 3.7.0svn)"
.section ".note.GNU-stack","",@progbits

GCC 4.9.2 x86-64:

arith(int, int, int):
leal (%rdx,%rdx,2), %eax
addl %edi, %esi
movzwl %si, %esi
sall $4, %eax
imull %esi, %eax
ret

Zing VM Server Compiler x86-64:

# edi: x
# esi: y
# edx: z
movl %edx, %eax
shll $0x4, %eax
leal (%rsi, %rdi, 1), %ecx
shll $0x5, %edx
addl %edx, $eax
movzwl %ecx, %edx
imull %edx, %eax

⑶ stm32cubeide設置文件編譯順序

對一個加法函數的庫項目的建立和編譯整個過程如下:
1、這里就要選擇ARMMCU的GCC編譯器了。
2、選擇和MCU型號的綁定關系了,畢竟編譯的庫是給MCU項目所用,這里選擇STM32F401CCU6的晶元。
2、添加源文件編寫加法函數,編寫加法函數進行編譯。
3、編譯成功,在工程目錄里就可以找到編譯好的庫文件了,庫文件的調用,配置一個對應MCU的基本工程,建立一個STM32F401CCU6的工程,並配置USART2作為串口輸出。
4、保存後產生基本工程代碼,重載printf函數方便列印輸出,參考STM32UART串口printf函數應用及浮點列印代碼空間節省。
5、在工程的core/inc/目錄新建一個和庫文件同名的頭文件,將庫文件libLib_C_Demo.a放置到工程的源文件目錄core/src/,則在工程目錄樹立可以看到。
6、因為編譯器默認只是識別C語言源代碼(.c文件),還需要進行庫文件的指定,這樣編譯器才會對二進制庫文件(.a)進行識別。
7、先打開屬性菜單,進行庫文件所在目錄和庫文件名的添加指定,注意庫文件名前需要加冒號,ApplyandClose後,就可以在工程文件里對庫文件進行調用,首先要引入庫文件的頭文件。
8、在while循環里進行列印輸出,列印數據為庫函數調用的加法和,編譯下載到STM32F401CCU6晶元後運行,通過串口工具觀察列印結果,輸出列印結果正確,庫函數正常調用成功。

⑷ c/c++中,編譯器編譯文件的順序和規則

#include <filename>從磁碟安裝根目錄查找文件;#include "filename"從編譯文件的當前目錄查找文件。

⑸ C語言程序的運行順序

1、這個涉及到函數的調用約定
運行結果跟編譯器有一定的關系,不同的編譯器參數的入棧的順序不同
一般的編譯器是從右到左
如fun(a,b)這個函數調用,是先計算參數b,入棧,再計算參數a,入棧
2、printf("%d
%d",
a++,++a);
//先計算++a,先自增,a的值變為2,將2入棧
再來計算a++,將a的值2入棧,再使a自增,a的值變為3
printf("
%d\n",a);
//a的值已經變為3了
3、printf(%d
%d",
++a.a++);//先計算a++,將a的值1入棧,再使a自增,a的值變為2,再來計算++a,先自增,a的值為3,將3入棧,輸出3
1
printf("
%d\n",a);
//輸出3
4、三種調用約定:
__stdcall調用約定。兩者實質上是一致的,即函數的參數自右向左通過棧傳遞,被調用的函數在返回前清理傳送參數的內存棧,但不同的是函數名的修飾部分(關於函數名的修飾部分在後面將詳細說明)。
C調用約定(即用__cdecl關鍵字說明)和__stdcall調用約定有所不同,雖然參數傳送方面是一樣的,但對於傳送參數的內存棧卻是由調用者來維護的(也正因為如此,實現可變參數的函數只能使用該調用約定),另外,在函數名修飾約定方面也有所不同。
__fastcall調用約定是「人」如其名,它的主要特點就是快,因為它是通過寄存器來傳送參數的(實際上,它用CX和EDX傳送前兩個雙字或更小的參數,剩下的參數仍舊自右向左壓棧傳送,被調用的函數在返回前清理傳送參數的內存棧),在函數名修飾約定方面,它和前兩者均不同。

⑹ c++編譯器以何種順序編譯文件的,先cpp文件,還是.h文件

1. 編譯階段 (頭文件 .h)
d工程中在頭文件中對導出內容(function, class, type, object, variable)進行定義.

2. 鏈接階段 (庫文件 .lib)
d工程在link階段會生成.lib
用戶link時需要 這個.lib 解決link時的代碼定位.
3. 運行階段
.exe

⑺ 請問一下當編譯軟體編譯代碼的時候是按照怎麼的順序執行的呀

編譯代碼首先是進行預處理,然後編譯,再鏈接,生成可執行程序

程序執行從main函數開始,程序順序執行。如有以下代碼:
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int add(int a, int b)
{
return a + b;
}

int sum(int a, int b)
{
return add(a, b);
}

int main(void)
{
int a = 1, b = 2, c = 3, d = 4;
int vaule1, vaule2;

vaule1 = sum(a, b);
vaule2 = add(c, d);

system("pause");
return 0;
}

則執行過程為
1、首先進入main函數
2、遇到第一個調用函數sum,則進入sum函數
3、在進入sum函數後,sum又調用了add函數,則進入add函數
4、add函數將 a+ b的值返回至sum函數;
5、sum函數返回至主函數,至此sum函數調用結束
6、在main函數中接下來開始進入調用函數add
7、add函數返回a+b的值至主函數,
8、程序執行結束

⑻ 編譯器編譯代碼時, 他的順序是怎樣的

先定義全局變數,再按照從左至右,從上至下的順序將源代碼(也就是你寫的代碼)編譯成機器能識別的機器碼,最後再執行編譯好的機器碼.

⑼ 編譯程序包括哪幾個主要組成部分

編譯過程分為分析和綜合兩個部分,並進一步劃分為詞法分析、語法分析、語義分析、代碼優化、存儲分配和代碼生成等六個相繼的邏輯步驟。這六個步驟只表示編譯程序各部分之間的邏輯聯系,而不是時間關系。

編譯過程既可以按照這六個邏輯步驟順序地執行,也可以按照平行互鎖方式去執行。在確定編譯程序的具體結構時,常常分若干遍實現。對於源程序或中間語言程序,從頭到尾掃視一次並實現所規定的工作稱作一遍。每一遍可以完成一個或相連幾個邏輯步驟的工作。

(9)編譯器代碼的順序擴展閱讀:

對於c編譯程序來說,其語言的特點如下:

1、c語言是一種結構化語言。它層次清晰,便於按模塊化方式組織程序,易於調試和維護,而且表現能力和處理能力極強。

2、c語言具有豐富的運算符和數據類型,便於實現各類復雜的數據結構。它還可以直接訪問內存的物理地址,進行位(bit)一級的操作。

3、由於c語言實現了對硬體的編程操作,因此集高級語言和低級語言的功能於一體。它既可用於系統軟體的開發,也適合於應用軟體的開發。

4、此外,c語言還具有效率高、可移植性強等特點。因此它廣泛地移植到了各類各型計算機上,從而形成了多種版本。

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