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終于理解了編譯是怎么回事!從C語言到機器語言的升華程序!

2020-12-26 06:20:10 後端開發

        看完這篇文章之后,終于明白了編譯到底怎么回事,

1

        對于同一個陳述句,有如下三種:高級語言、低級語言、機器語言的表示

C語言:

a=b+1;

匯編語言:

mov -0xc(%ebp),%eax

add $0x1,%eax

mov %eax,-0x8(%ebp)

機器語言:

8b 45 f4

83 c0 01

89 45 f8

        我們都知道,機器是只能做數字計算的,能夠讓機器去運算的、數字的語言就是機器語言,除此之外的所有計算機語言都是非機器語言,

        這樣的相對于機器語言的高級語言都需要一個轉換,從高級、機器不可理解,轉換為機器可理解的機器語言,

        這樣的一個轉換程序就叫做編譯(Compile),由編譯器(Compiler)來完成,

        由C轉換為匯編語言這一程序是由匯編器(Assembler)來執行的,

        C和匯編語言轉換為機器語言都是由編譯器來完成的,

 

2

        這里面,C是可跨平臺的,也可以說是與平臺無關的,這里的平臺有兩種說法,一種是指計算機的體系(Architecture),另一種是指作業系統(Operate System),也可以是指兩種的結合,

        不同的平臺,他們所需要的執行機器語言的指令集是不同的,C的跨平臺性是指,只需要撰寫一份不需要修改的C程式代碼,就可以在不同體系、不同作業系統的計算機上運行,

        這都要靠編譯器的功勞,編譯器將C程式翻譯為了適合當前計算機體系的機器語言,

下面說一下將C語言編譯為機器語言的整個程序:

        首先,我們寫出一份C程式代碼,命名該代碼為hello.c,這個代碼檔案,我們稱之為源代碼(Srouce Code),

        然后我們運行編譯器,對該源代碼檔案進行編譯,在整個編譯的程序中,編譯器并不會執行該源代碼,只是生成一份新的機器語言代碼檔案,如hello.out,

        這份新生成的代碼檔案稱為目標代碼(Object Code)或可執行代碼(Executable),

 

3

        對于編譯程序,里面還涉及到具體的一些可以說的細節步驟,在Linux下,使用gcc編譯器:

? 預編譯hello.c檔案:

gcc -E -o hello.i hello.c

        執行成功后就會生成一個新的hello.i的檔案,可以用編輯器(Vim)查看它的內容,這個檔案就是經過預編譯后的內容,

        預編譯又稱為預處理,是做些代碼文本的替換作業,預編譯可以處理#開頭的指令,比如拷貝#include包含的檔案代碼,#define的宏定義的替換,條件編譯等,

? 純粹的進行編譯:

gcc -S -o hello.s hello.i

        把.i檔案寫為hello.c也行,就是跳過手動預編譯,直接完成預編譯和編譯兩個程序,

        這時會得到一個hello.s檔案,打開看一下,里面是編譯好的使用于當前體系結構的匯編代碼,

? 把匯編代碼處理為目標檔案:

gcc -c -o hello.o hello.s

        把.s檔案換成.c也行,就是自動完成預編譯、編譯和匯編三個程序,

        現在得到一個hello.o檔案,這是一個二進制檔案,但不是最后的可執行二進制檔案,因為它還缺少最后一步連接處理,

        最后對目標檔案.o檔案進行連接,我們這里就一個.o檔案所以簡單,經常是需要有多個.o檔案需要連接,

? 連接執行:

gcc -o hello hello.o

        如果把最后的.o檔案寫成.c,那就和最開始我們用hello.c編譯時示范的那樣了,實際上那樣是完成了預編譯、編譯、匯編和連接一連串的程序,

        -o選項給輸出的檔案重新命名而不使用gcc默認的檔案名,

        想了解更多gcc的姿勢可以到GNU上去看看,


 

最后,不管你是轉行也好,初學也罷,進階也可,如果你想學編程~

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