编译-实践中的编译过程

Posted 2020-12-04 wjcdx

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实际实践中，为了提高代码复用和灵活性，除了编译过程之外，会增加一些操作过程。

下面以C语言为例，逐个简介。

 

二. 编译

 

编译原理的各个过程在这个阶段执行，把C语言代码源文件转换成为目标文件。目标文件即是编译生成的最终代码。

编号为“二”是指编译这个过程在第二步执行。放在最开始，是为了承接上一篇编译原理。

 

一. 预处理

 

C语言的预处理，比编译过程要简单，可以简单的理解为文本替换。虽然只是简单的一步文本替换，但是为代码编写提供了很大的灵活性和扩展性。

 

gcc -E选项，可以把.c转换为.i，检查宏替换是否正确。

 

三.链接

 

链接把多个源文件编译生成的目标文件链接到一起，生成可执行文件，如exe和elf格式可执行文件。

因为多个源文件之间存在符号引用问题，所以在编译阶段并不会也无法确定符号的最终地址，在链接生成可执行文件时才确定。

 

四.库

 

为了提高代码复用度，很多常用的函数如字符串操作，内存拷贝等，并不会每一程序都会重写一遍，而是事先把这些函数编译成库。在链接应用程序的时候，直接把这些库作为目标文件，一起链接。

如libc, libc++, uClibc等。

 

库分为静态库和动态库。

静态库在链接时会拷贝到可执行程序中，程序运行时不再需要该库文件；

动态库在链接时只是记录符号引用信息，程序运行时需要能够在库文件查找路径(LD_LIBRARY_PATH)中找到对应的库，才能够成功执行。

 

五.加载器

 

 

应用程序一般由操作系统加载执行，操作系统加载可执行程序时，会依据可执行程序的格式（ELF/EXE），把可执行文件中不同的段加载到相应的地址区间（线性地址区间，非物理地址）。如果可执行程序依赖某个库文件（动态库），则在系统库文件路径中查找所依赖的库，然后把库文件加载进程序地址区间。然后替换程序中所引用的库文件的符号为库中相应函数加载的地址。所有符号替换完成后，程序即可开始执行。

 

操作系统本身也会提供很多系统库供进程使用，并且使用范围很广。操作系统并不会把这些苦加载到每个进程的地址空间中，而是在物理内存中加载一次，然后把这块内存区间映射到所有进程的地址区间中。这样既可以减少进程加载的时间，也可以防止内存中加载多份相同的库，虚耗内存。