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摘要：程序預(yù)處理本章節(jié)研究的是，源代碼文件是如何一步步得到一個(gè)可執(zhí)行程序的。如的語(yǔ)句被稱(chēng)為預(yù)處理指令，還有注釋文本的刪除，都在此階段完成替換。目的是能夠?qū)⑺形募械拇a組合到一起成一個(gè)完整的程序。終止程序可以正常也可以意外終止程序。
本章節(jié)研究的是，源代碼文件
test.c是如何一步步得到一個(gè)可執(zhí)行程序test.exe的。在之前的學(xué)習(xí)中可知.c文件要先后經(jīng)過(guò)編譯鏈接成.exe文件再執(zhí)行。
程序的編譯鏈接運(yùn)行如下圖所示。翻譯中編譯又包括預(yù)編譯、編譯、匯編。
編譯鏈接執(zhí)行三個(gè)步驟，都需要為其配置不同的環(huán)境。編譯和鏈接在翻譯環(huán)境中，而執(zhí)行在運(yùn)行環(huán)境中發(fā)生。
- 翻譯環(huán)境：在該環(huán)境中源代碼被轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的機(jī)器指令。
- 執(zhí)行環(huán)境：用于實(shí)際執(zhí)行代碼。
翻譯階段的大致流程如下圖所示。
組成一個(gè)程序的每個(gè).c源文件都會(huì)被編譯器編譯，分別生成對(duì)應(yīng)的.obj目標(biāo)文件。多個(gè)目標(biāo)文件以及引入的鏈接庫(kù)被鏈接器鏈接在一起，形成一個(gè)單一的.exe可執(zhí)行程序。
編譯器即是一個(gè)用于編譯代碼的工具，在vs環(huán)境下為
cl.exe的可執(zhí)行程序。連接器則是用于鏈接所有目標(biāo)文件的工具，在vs中為link.exe的可執(zhí)行程序，鏈接庫(kù)是標(biāo)準(zhǔn)中任何被該程序用到的函數(shù)。如圖：
而若想觀察翻譯代碼過(guò)程中的每一個(gè)流程的具體細(xì)節(jié)，在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境
vs中不便展示，當(dāng)然我們可以使用Linux環(huán)境下的gcc編譯器。
此次演示就采用加法函數(shù)，分別存放在兩個(gè)文件test.c和add.c。
//1. add.cint Add(int x, int y){ int sum = x + y; return sum;}//2. test.c#include Linux環(huán)境下編寫(xiě)完
test.c文件的代碼后，輸入gcc test.c -E可以將代碼預(yù)編譯的結(jié)果輸出到屏幕上。還可以用gcc test.c -E -o test.i是將結(jié)果輸出到文件test.i。
如#include,#define,#pragma的語(yǔ)句被稱(chēng)為預(yù)處理指令，還有注釋文本的刪除，都在此階段完成替換。
所有可以看出預(yù)編譯階段的動(dòng)作都是文本操作：
#include頭文件的包含#define預(yù)處理符號(hào)的替換預(yù)編譯，顧名思義，是在編譯前刪減代碼中的不必要的與機(jī)器識(shí)別代碼無(wú)關(guān)的內(nèi)容。被稱(chēng)為文本操作。
對(duì)預(yù)編譯產(chǎn)生的文件
test.i再編譯gcc test.i -S，會(huì)自動(dòng)生成匯編代碼test.s。
故編譯階段是將C語(yǔ)言代碼轉(zhuǎn)化為匯編代碼，這是整體現(xiàn)象。實(shí)際上會(huì)發(fā)生這四個(gè)動(dòng)作：
詞法分析，語(yǔ)法分析，語(yǔ)義分析都是編譯器識(shí)別語(yǔ)句的操作。重點(diǎn)是接下接下來(lái)的符號(hào)匯總。
符號(hào)匯總，是只對(duì)全局符號(hào)進(jìn)行匯總，局部符號(hào)是不進(jìn)行匯總的。目的是能夠?qū)⑺形募械拇a組合到一起成一個(gè)完整的程序。如add.c文件中的函數(shù)名Add，還有test.c文件中的Add和main。
gcc test.s -C將編譯結(jié)束產(chǎn)生的匯編代碼轉(zhuǎn)化成了二進(jìn)制指令（機(jī)器指令）存入二進(jìn)制文件test.o中。
匯編階段會(huì)形成符號(hào)表，因?yàn)闄C(jī)器在調(diào)用指令時(shí)需要知道其存放的位置，所謂符號(hào)表大概就是符號(hào)和其地址的集合。如圖，可以假設(shè)：
鏈接將二進(jìn)制指令目標(biāo)文件
test.o等，鏈接在一起形成可執(zhí)行程序test.out。目標(biāo)文件test.o是elf格式文件，在Linux平臺(tái)下可以用readelf翻譯并查看其內(nèi)容。
鏈接階段的動(dòng)作是：
所謂的鏈接，就是將對(duì)應(yīng)的段合并起來(lái)。
符號(hào)表的合并，是將各自的符號(hào)表合并到一起。如test.o中的Add的無(wú)效地址，需把add.o中Add的地址合并過(guò)去再重定位到變量的真實(shí)地址，才是有意義的。
從編譯期間的符號(hào)匯總，到匯編時(shí)的形成符號(hào)表，再到鏈接時(shí)的合并和重定位符號(hào)表，都是為了最后生成可執(zhí)行程序時(shí)能夠找到并鏈接各個(gè)文件中的符號(hào)。
程序首先載入內(nèi)存
有的機(jī)器上有操作系統(tǒng)，這個(gè)動(dòng)作就是由操作系統(tǒng)完成，沒(méi)有的由手工完成。
執(zhí)行調(diào)用main函數(shù)
創(chuàng)建函數(shù)棧幀
程序使用一個(gè)運(yùn)行時(shí)堆棧，存儲(chǔ)函數(shù)的局部變量和返回地址。
終止程序
可以正常也可以意外終止程序。
程序的執(zhí)行并不是本章的要點(diǎn)，所以就大概介紹一下。
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