C/C+編程筆記:C語言的編譯器工作原理

2020年12月07日23:40:10 科技 1738

以gcc編譯器為例子,編譯實際上總共經歷了四個階段

預處理--->編譯--->彙編--->鏈接

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1.預處理階段:編譯器以cpp文件作為一個單元,首先讀這個cpp文件,發現第一句與第二句包含一個頭文件,就會在所有搜索路徑中尋找這兩個頭文件,找到之後,就會到相應頭文件中再去處理宏、變量、函數聲明、嵌套的頭文件等。

檢測依賴關係,進行宏替換,看是否有重複定義與聲明的情況發生,最後將那些文件中所有的東東全部掃描進這個當前的cpp文件中,形成一個中間"cpp文件"。

在這一步中相當於將那個頭文件中的test變量掃描進了一個中間cpp文件,那麼test變量就變成了這個文件中的一個全局變量。在stdio.h這個頭文件中有一些函數的聲明,這時也把這些函數的聲明一股腦的掃描到了這個中間cpp文件中(只是掃描了函數的聲明,並沒有實現)。

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2.編譯階段:此時就為這個中間cpp文件的所有變量、函數形參分配空間(原則上,在這裡只能看到.h文件中函數、變量的聲明,為變量和函數的形參等分配空間),將各個函數編譯成二進制碼,按照特定目標文件格式生成目標文件。

在這種格式的目標文件中進行各個全局變量、函數的符號描述(編譯器維護一個符號描述表),將這些二進制碼按照一定的標準組織成一個目標文件。

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此時的每一個cpp文件都被編譯器編譯成了一個目標文件,同時每個目標文件都有一張符號表,這張符號表中記錄了這個cpp文件都用到了哪些變量,哪些函數,函數的參數是什麼類型的,有幾個參數。

同時為變量和函數形參開闢了內存空間。所以這裡編譯器把你這個cpp用到的所有的東西都記錄下來了,如果有重複定義或者沒有定義的變量、函數等,編譯器一下子就知道了。

3.連接階段:將上一步成生的各個目標文件,根據一些參數,連接生成最終的可執行文件,主要的工作就是重定位各個目標文件的函數、變量等,相當於將個目標文件中的二進制碼按一定的規範合到一個文件中。

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