C语言作为一种广泛使用的高级计算机编程语言,已经被广泛运用于许多领域。然而,对于初学者来说,编写C语言程序可能会感到很困惑,特别是对于它的编译链接过程。在本文中,我们将深入探讨C语言的编译链接四个步骤并从多个角度进行分析。
一、预处理
在编译C语言程序之前,需要进行预处理,简称为PP。 它是C编译过程的第一个步骤,由预处理器完成。在预处理阶段开始前,C程序源代码中的所有预处理指令都会被展开,例如:#define,#include等等。此外,还有条件编译(#if,#ifdef,#ifndef),宏替换(#define,#undef),文件包含(#include),和行连结(\)等预处理指令。在预处理阶段处理完毕后,它的源代码将展开成一个新的文件,该文件保存了所有包含和宏扩展后的代码。
二、编译
编译,指的是将源代码翻译成汇编或机器语言的过程。在这个过程中,编译器会根据C语言语法和关键字对源代码进行分析,找出其中的错误,生成目标代码。如果存在错误,编译器将会输出一个包含错误信息的消息,并提示所在的行数。当源代码分析无误时,编译器将按照指定的格式生成一个或多个文件,包括目标代码和符号表等。
编译器在编译过程中还将把预处理过的文件和编译器自己的库文件进行链接,生成目标代码。这一过程也称为代码装载或编译装载,目的是使得所写的程序在完成链接后能够运行。在编译阶段中的目标代码相当于是汇编阶段所生成汇编代码的中间文件,其中还包含一些用于调试程序的信息。
三、汇编
在把C语言源代码编译为目标代码后,需要汇编,也就是将目标代码转换成机器代码。汇编程序能够把以高级语言写成的指令翻译成等效的低级机器指令。汇编器的主要工作是把目标代码翻译成二进制代码,同时还要负责存储器分配和符号重定位等工作。这些都是将代码正确地装载到内存中所必需的。
四、链接
链接是指把程序中所有的目标文件(.o)或库文件合并成一个文件的过程,并将其转化成可以执行的文件格式。链接器(ld)扫描所有输入文件(.o和库文件),搜索所有定义的符号,解决所有引用问题,合并所有代码和数据部分,生成最终的可执行文件。这个过程中将会对每一个符号进行地址重定位,使得相应的符号地址指向正确的值。在链接完成后,将会得到程序的可执行文件,其中包含了所有的目标文件和库文件的代码和数据。
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