1. C語言編譯原理
編譯共分為四個階段:預處理階段、編譯階段、匯編階段、鏈接階段。
1、預處理階段:
主要工作是將頭文件插入到所寫的代碼中,生成擴展名為「.i」的文件替換原來的擴展名為「.c」的文件,但是原來的文件仍然保留,只是執行過程中的實際文件發生了改變。(這里所說的替換並不是指原來的文件被刪除)
2、匯編階段:
插入匯編語言程序,將代碼翻譯成匯編語言。編譯器首先要檢查代碼的規范性、是否有語法錯誤等,以確定代碼的實際要做的工作,在檢查無誤後,編譯器把代碼翻譯成匯編語言,同時將擴展名為「.i」的文件翻譯成擴展名為「.s」的文件。
3、編譯階段:
將匯編語言翻譯成機器語言指令,並將指令打包封存成可重定位目標程序的格式,將擴展名為「.s」的文件翻譯成擴展名為「.o」的二進制文件。
4、鏈接階段:
在示例代碼中,改代碼文件調用了標准庫中printf函數。而printf函數的實際存儲位置是一個單獨編譯的目標文件(編譯的結果也是擴展名為「.o」的文件),所以此時主函數調用的時候,需要將該文件(即printf函數所在的編譯文件)與hello world文件整合到一起,此時鏈接器就可以大顯神通了,將兩個文件合並後生成一個可執行目標文件。
2. c語言編譯預處理
編譯,編譯程序讀取源程序(字元流),對之進行詞法和語法的分析,將高級語言指令轉換為功能等效的匯編代碼,再由匯編程序轉換為機器語言,並且按照操作系統對可執行文件格式的要求鏈接生成可執行程序。
如果用一張圖來表示:
讀取c源程序,對其中的偽指令(以#開頭的指令)和特殊符號進行處理
[析] 偽指令主要包括以下四個方面
(1)宏定義指令,如#define Name TokenString,#undef等。對於前一個偽指令,預編譯所要做的是將程序中的所有Name用TokenString替換,但作為字元串常量的Name則不被替換。對於後者,則將取消對某個宏的定義,使以後該串的'出現不再被替換。
(2)條件編譯指令,如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif,等等。這些偽指令的引入使得程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序對哪些代碼進行處理。預編譯程序將根據有關的文件,將那些不必要的代碼過濾掉
(3)頭文件包含指令,如#include "FileName"或者#include 等。在頭文件中一般用偽指令#define定義了大量的宏(最常見的是字元常量),同時包含有各種外部符號的聲明。採用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個不同的C源程序使用。因為在需要用到這些定義的C源程序中,只需加上一條#include語句即可,而不必再在此文件中將這些定義重復一遍。預編譯程序將把頭文件中的定義統統都加入到它所產生的輸出文件中,以供編譯程序對之進行處理。
包含到c源程序中的頭文件可以是系統提供的,這些頭文件一般被放在/usr/include目錄下。在程序中#include它們要使用尖括弧(<>)。另外開發人員也可以定義自己的頭文件,這些文件一般與c源程序放在同一目錄下,此時在#include中要用雙引號("")。
(4)特殊符號,預編譯程序可以識別一些特殊的符號。例如在源程序中出現的LINE標識將被解釋為當前行號(十進制數),FILE則被解釋為當前被編譯的C源程序的名稱。預編譯程序對於在源程序中出現的這些串將用合適的值進行替換。
注意:
預編譯程序所完成的基本上是對源程序的「替代」工作。經過此種替代,生成一個沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個文件的含義同沒有經過預處理的源文件是相同的,但內容有所不同。下一步,此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機器指令。