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c语言程序的编译过程

发布时间:2016-02-03 15:18 来源:k8下载 我要投稿

经典的Hello World,通常是你的第一个c语言程序:

#include<stdio.h>

int main()

{

    printf("Hello World!\n");

    return 0;

}

对于这个最简单的“Hello World!”程序——hello.c,它的生命周期一开始时是一个高级c程序,因为它处于这种形式时,它是能够被人读懂的。然而,为了在系统上运行hello.c程序,每条c语句都必须被其它程序转化为一系列的低级机器语言指令。然而这些指令按照一种称为可执行目标程序的格式打好包,并已二进制磁盘文件的形式存放起来。目标程序也称为可执行目标文件。

在Unix/Linux系统上,从源文件到目标文件的转化是由编译器驱动程序完成的:

linux> gcc –o hello hello.c

在这里,gcc编译器驱动程序读取源程序文件hello.c,并把它翻译成一个可执行目标文件hello,这个翻译的过程是分为四个阶段完成的,如下图所示,执行这四个阶段的程序(预处理器、编译器、汇编器和链接器)一起构成了编译系统。

预处理阶段。预处理器(cpp)根据以字符#开头的命令,修改原始c程序。比如hello.c中的第一行的#include <stdio.h>指令告诉预处理器读取系统文件stdio.h的内容。并把它直接插入到程序文本中去。结果就得到了另一个C程序,通常是以 “.i”作为文件扩展名。

编译阶段。编译器(ccl)将文本文件 hello.i 翻译成文本文件 hello.s ,它包含一个汇编语言程序。汇编语言程序中的每条语句都以一种标准的文本格式确切地描述了一条低级机器语言指令。汇编语言是非常有用的,因为它为不同高级语言的不同编译器提供了通用输出语言。例如:c语言编译器和Fortran编译器产生的输出文件用的都是一样的汇编语言。

汇编阶段。接下来,汇编器(as)将hello.s翻译成机器语言指令,把这些指令打包成为一种叫做可重定位目标程序的格式,并将结果保存在目标文件hello.o中。hello.o文件是一个二进制文件,它的字节编码是机器语言指令而不是字符,如果我们在文本编辑器中打开hello.o文件,呈现的将是一堆乱码。

链接阶段。请注意,我们的hello程序调用了printf函数,它是标准c库中的一个函数,每个C编译器都提供,printf函数存在与一个名为printf.o的单独的预编译目标文件中,而这个文件必须以某种方式并入到我们的hello.o程序中。链接器(ld)就负责这种并入,结果就得到hello文件,它是一个可执行目标文件(或者简称为可执行文件)。可执行文件加载到存储器后,由系统负责执行。