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c++ 编译原理

c++ 编译原理

作者: 海子xxh | 来源:发表于2020-01-18 17:51 被阅读0次

    原文链接:https://blog.csdn.net/HSUPERA/article/details/51895230

    概述

    集成开发环境是用于提供程序开发环境的应用程序,一般包括代码编辑器、编译器,调试器和图形用户界面工具。集成了代码编写功能、分析功能、编译功能、调试功能等一体化的开发软件服务套。具体包括:
    - 编辑器:编写代码的一些窗口;
    - 编译器:检查用户代码的一些语法错误,将其编译成汇编代码;
    - 汇编器:将编译出来的汇编文件编译成一定功能的目标代码;
    - 连接器:将目标代码连接成可执行文件。

    编译器

    一个编译器包括一下几个部分:

    1. 词法分析:扫描器(Scanner)将源代的字符序列分割成一系列的记号(Token)。lex工具可实现词法扫描;
    2. 语法分析:语法分析器将记号(Token)产生语法树(Syntax Tree)。yacc工具可实现语法分析(yacc: Yet Another Compiler Compiler);
    3. 语义分析:静态语义(在编译器可以确定的语义)、动态语义(只能在运行期才能确定的语义);
    4. 源代码优化:源代码优化器(Source Code Optimizer),将整个语法书转化为中间代码(Intermediate Code)(中间代码是与目标机器和运行环境无关的)。中间代码使得编译器被分为前端和后端。编译器前端负责产生机器无关的中间代码;编译器后端将中间代码转化为目标机器代码;
    5. 目标代码生成:代码生成器(Code Generator);
    6. 目标代码优化:目标代码优化器(Target Code Optimizer)。

    编译过程

    了解了以上几个概念后,正式进入C语言的编译原理及过程:
    C语言编译的完整过程:C源程序--->预编译处理--->编译、优化处理--->汇编程序--->链接程序--->可执行文件

    以上过程可以简单的分为4大步骤:预处理--->编译--->汇编--->链接

    1. 预处理
      包括以下几个过程:
    • 宏定义指令:将所有的#define删除,并且展开所有的宏定义
    • 条件编译指令:处理所有的条件预编译指令,比如#if #ifdef #elif #else #endif等
    • 头文件包含指令:处理#include 预编译指令,将被包含的文件插入到该预编译指令的位置
    • 特殊符号指令:预编译器可研识别一些特殊的符号,例如:删除所有注释 “//”和”/* */”
    • 添加行号和文件标识,以便编译时产生调试用的行号及编译错误警告行号
    • 保留所有的#pragma编译器指令,因为编译器需要使用它们
      使用以下命令来进行预处理:

    gcc -E *.c -o *.i

    参数-E表示只进行预处理

    1. 编译
      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,语义分析及优化后生成相应的汇编代码。 使用一下指令进行编译:

    gcc –S *.i –o *.s

    1. 汇编
      汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的命令,每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可。用一下指令进行汇编:

    gcc –c *.c –o *.o

    1. 链接
      通过调用链接器ld来链接程序运行需要的一大堆目标文件,以及所依赖的其它库文件,最后生成可执行文件., 链接的主要内容是把各个模块之间相互引用的部分处理好,使得各个模块之间能够正确地衔接,链接分为静态链接和动态链接。
    • 静态链接是指在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中去,这样可执行文件会比较大。静态库文件:是一个二进制文件,存放的功能函数实现,在文件编译时要访问文件,编译之后静态库文件可以删除。
    • 动态链接则是指链接阶段仅仅只加入一些描述信息,而程序执行时再从系统中把相应动态库加载到内存中去,动态库文件:是一个二进制文件,存放的功能函数实现,在文件执行时要访问文件,编译时不需要动态库文件。
      linux动态库文件后缀名:.so
      window动态库文件后缀名:.dll
      目标文件:是一个二进制文件,由函数组成,不能单独执行,给主函数的文件调用。

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