C 19-25 编译及预编译
19 编译过程简介
初识编译器
你不知道的事......
预编译
- 处理所有的注释,以空格代替
- 将所有的#define删除,并展开所有的宏定义
- 处理条件编译指令#if,#ifdef,#elif,#else,#endif
- 处理#include,展开被包含的文件
- 保留编译器需要使用的#pragma指令
预处理指令示例:gcc -E file.c -o file.i
编译
- 对预处理文件进行词法分析,语法分析和语义分析
- 词法分析:分析关键字,标示符,立即数等是否合法
- 语法分析:分析表达式是否遵循语法规则
- 语义分析:在语法分析的基础上进一步分析表达式是否合法
- 分析结束后进行代码优化生成相应的汇编代码文件
编译指令示例:gcc -S file.i -o file.s
汇编
- 汇编器将汇编代码转变为机器的可以执行命令
- 每条汇编语句几乎都对应一条机器指令
汇编指令示例:gcc -c file.s -o file.o
编程实验
- 源码单步编译示例
/*
This is a header file.
*/
char* p = "Hello";
int i = 0;
#include "19-1.h"
// Begin to define macro
#define GREETING "Hello world!"
#define INC(x) x++
// End
int main() {
p = GREETING;
INC(i);
return 0;
}
小结
- 编译过程分为预处理,编译,汇编和链接四个阶段
- 预处理:处理注释,宏以及已经以#开头的符号
- 编译:进行词法分析,语法分析和语义分析等
- 汇编:将汇编代码翻译为机器指令的目标文件
20 链接过程简介
问题:工程中的每个C语言源文件被编译后产生目标文件,这些目标文件如何生成最终的可执行程序?
链接器的主要作用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的衔接。
静态链接
- 由编译器在链接时将库的内容直接加入到可执行程序中
Linux下静态库的创建和使用
- 编译静态库源码:gcc -c lib.c -o lib.o
- 生成静态库文件:ar -q lib.a lib.o
- 使用静态库编译:gcc main.c lib.a -o main.out
编程实验
- 静态链接示例
//slib.c
char* name()
{
return "Static Lib";
}
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
#include <stdio.h>
extern char* name();
extern int add(int a, int b);
int main() {
printf("Name: %s\n", name());
printf("Result: %d\n", add(2, 3));
return 0;
}
动态链接
可执行程序在运行时才动态加载库进行链接;库的内容不会进入可执行程序中
Linux下动态库的创建和使用
- 编译动态库源码:gcc -shared dlib.c -o dlib.so
- 使用动态库编译:gcc main.c -ldl -o main.out
- 关键系统调用
- dlopen:打开动态库文件
- dlsym:查找动态库中的函数并返回调用地址
- dlclose:关闭动态库文件