程序员的自我修养-第二章编译与链接

本文主要是介绍程序员的自我修养-第二章编译与链接，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

gcc hello.c ./a.out

编译分解成四步骤：

预处理，编译，汇编和链接

源码->.i文件->.s文件->.o文件

gcc -E hello.c -o hello.i (只进行预编译) --预处理器

通过查看.i文件可以看到宏展开后和头文件展开后的情况

gcc -S hello.i -o hello.s（进行编译，生成汇编代码）--编译器

gcc只是个封装，会根据不同参数调用预编译编译程序cc1，汇编器as，链接器ld

gcc -c hello.s -o hello.o (将汇编转换成机器指令，即目标文件 Object File，也经常被称为模块) --汇编器

ld -static crtl.o crti.o crtbeginT.o hello.o --start-group -lgcc -lgcc_eh -lc-end-group crtend.o crtn.o(将相关.o链接起来形成一个可执行文件) --链接器

编译器做了什么？

一般可分成6步：扫描，语法分析，源代码优化，代码生成，目标代码优化

扫描器（lex）的功能：词法分析，将源代码分割解析成一系列记号，一般可以分成：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）及将标识符存放到符号表，数字字符串等常量放到文字表等，供后面的步骤使用

语法分析（语法分析器 yacc）：对扫描器产生的记号进行语法分析，从而产生语法树（Syntax tree）,整个分析过程采用了上下文无关语法。语法树就是以表达式为节点的树

在这个过程中要根据运算符号确定语法树，因此该阶段必须能够识别运算符是否合法，如缺少括号等就是在这个过程报错(参见图2-3 p44)

语义分析（语义分析器）：语法分析只是完成了语法层面的分析，实际是否有意义并不知道，比如两个指针相乘，是没有意义的，但语法上是合法的。编译器所能分析的只是静态语义（编译期可以确定的语义，如声明和类型的匹配，类型的转换），与之对应的动态语义（运行期才能确定的语义，比如除0错误）；语义分析后，整个语法树都被标识了类型(参见图2-4 p45)，整棵语法树都被更新

中间语言生成（源码级优化器）：由于直接在语法树上进行优化会比较困难，会将整个语法树转换成中间代码（中间代码有很多种类型，不同编译器不一样，比较常见的有：三地址码和P-代码）

基本的三地址码：z=x op y， op 代表各类操作，如加减乘除

为了符合三地址码的格式，所有操作都会符合三地址码的格式，实例参见p46

中间代码使得编译器被分为前端和后端，前端负责生成中间代码（与机器无关），后端负责将中间代码转换成目标机器代码

目标代码生成和优化（编译器后端，主要包含代码生成器和目标代码优化器，p47）：

代码生成器将中间代码转换成目标机器代码

目标代码优化器将对目标代码进行优化，比如使用位移代替乘法运算，删除多余指令

最终运行时的绝对地址都要在最终链接的时候确定，编译器负责将源码文件编译成一个未链接的目标文件，最终由链接器将目标文件链接起来，形成可执行文件

重定位：重新计算各个目标地址的过程（编译时无法确认另外一个模块变量地址，链接时可以确定，将无法确认的地址（0x00）修改成确定的地址）

每个要被修正的地方叫做重定位入口（参考p53）

符号:使用一个名称来代表一个地址（比如 jmp foo，foo代表一个地址）

链接:通过模块间符号的引用将多个模块拼接在一起的过程称为链接