程序员的自我修养学习笔记——第二章

从源文件到可以行文件的过程:

预处理——编译——汇编——链接

第一步

预编译：

$gcc -E hello.c -o hello.i

或者

$cpp hello.c > hello.i

注：‘-E’选项表示只进行预编译；cpp是预编译器

预编译主要处理一‘#’开头的预编译指令：

将所有的"#define"删除，并且展开所有的宏定义

处理所有条件预编译指令

处理"#include"，将包含的文件插入到该预编译指令的位置。注意，这个过程是递归进行

删除所有注释

添加行号和文件名标识，以便于调试和编译产生的错误和警告

保留所有"#pragma"指令，编译器需要使用它们

编译：

$gcc -S hello.i -o hello.s

也可以将编译和预编译合并，通过一个gcc提供的程序ccl来完成：

$/usr/lib/gcc/usr/lib/gcc/i686-pc-cygwin/ccl hello.c

或者：

$gcc -S hello.c -o hello.s

实际上gcc这个命令只是一些列后台程序的包装，它会根据不同的参数要求去调用预编译程序ccl、汇编器as、连接器ld。

汇编：是将汇编代码转换为机器码的过程

这样来完成汇编：

$as hello.s -o hello.o

或者：

$gcc -c hello.s -o hello.o

或者：从.c文件开始

$gcc -c hello.c -o hello.o

链接：将.o文件变为可执行文件的过程（这是一个复杂的过程）

需要经过下面的一些命令来完成：

ld -static crt1.o crti.o crtbeginT.o hello.o -start-group -lgcc -lgcc_eh

-lc-end-group crtend.o crtn.o

注：到后面的时候记录一下各个参数的作用，然后在这里补充

编译器都做了什么：

编译过程一般可以分为6步：扫描、语法分析、语义分析、源代码优化、代码生成和目标代码优化。



词法分析：

运用有限状态机（Finite State Machine）可以轻松的将源代码的字符序列分割成一系列的记号。

此法分析产生的记号一般有一下几类：关键字、标识符、字面量（包含数字、字符串等）和特殊符号（如加号、等号）

语法分析：

语法分析器（Grammar Parser）将对由扫描器产生的记号进行语法分析，从而产生语法树。

由语法分析器生成的语法树就是以表达式为节点的树。

语义分析：

编译器所能分析的语义是静态语义，所谓静态语义是指在编译期间可以确定的语义，与之相对应的动态语义，就是在运行期才能确定的语义。

函数访问必须知道目标函数的地址，变量访问也必须知道目标变量的地址，所以这两种方式都可以归结为一种方式，那就是模块间符号的引用。

人们把每个源代码模块独立地编译，然后按照需要将它们组装起来，这个组装模块的过程就是“链接”

链接的主要内容就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衔接。

链接过程主要包括地址和空间分配、符号决议和重定位。

重定位发生在链接阶段，如果一个模块需要使用另一个模块的变量或函数，编译的时候先给这个变量或函数一个特殊的地址，链接的时候再来确定实际地址。这个 地址修正的过程也叫做重定位，每个要被修正地方叫一个重定位入口。