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C/C++培训
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一个C/C++程序是怎么从代码到可执行文件的

  • 发布:C++培训
  • 来源:学习笔记
  • 时间:2017-06-06 17:48

我们以我们最初学到的“hello world”程序为例。这个程序在编译中是这样进行的,首先执行g++ helloworld.cpp命令得到a.out文件;执行./a.out命令就可以输出hello world!事实上执行g++ helloworld.cpp可以分为四个步骤,分别是预处理,编译,汇编,和链接,这就像一个被隐藏的过程,使用者可以通过简单的命令即可完成复杂的步骤。 

一,预处理

首先是源代码文件helloworld.cpp和相关头文件预处理成一个.i文件。命令如下 g++ -E helloworld.cpp -o helloworld.i预处理的过程主要处理那些源代码文件中只能够以“#”开始的预处理指令,主要规则如下: 
(1)将所以#define删除,并将宏定义展开。 
(2)处理一些条件预编译指令如#if,#ifdef,#elif,#else,#endif等。将不必要的代码过滤掉。 
(3)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。这个过程是递归进行的,因为被包含的文件可能也包含其他文件。 
(4)预处理过程还会过滤掉所有注释”//”和“/**/”里面的内容。(5)另外还会添加行号和文件名标识。 
(6)最后会保留#pragma编译器指令,因为编译器需要使用它们。

二,编译

编译就是将预处理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,这个过程是程序构建的核心部分,也是最复杂的。执行命令如下: 
    g++ -S helloworld.i -o helloworld.s 
可以使用vi/vim查看相应的汇编代码。在这个过程中又分为六步:词法分析,语法分析,语义分析,源代码优化,代码生成和目标代码优化。具体过程请参照《编译原理》 

三,链接

把每个源代码独立的编译,然后按照它们的要求将它们组装起来,这个组装模块的过程就是链接,链接的过程包括地址和空间的分配,符号决议,和重定位等这些步骤。 
最基本的静态链接如图所示: 

每个目标文件除了拥有自己的数据和二进制代码外,还拥有三个表,未解决符号表,地址重定向表,导出符号表:①未解决符号表提供了所有在该 编译单元里引用,但是定义不是在本编译单元的符号以及其出现的地址;②导出符号表提供本编译单元具有定义,并且愿意提供给其他单元使用的符号以其地址;③地址重定向表提供所有自身地址的引用的记录。 
其中链接又分为静态链接和动态链接具体请参考其他相关文档。

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