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[C++]HelloWorld背后的故事!總結一下在我們運行exe可執行檔案前究竟發生了什么!

2020-09-15 18:41:49 後端開發

人物介紹

姓名 HelloWorld
性別 .cpp
住址 D:\
身份證號(SHA1) 25106D2879A9EA300BB264F8155A71D7C44DA2E8

故事簡介

  1. 撰寫源檔案
  2. 預編譯
  3. 編譯
  4. 匯編
  5. 鏈接

一、撰寫源檔案

??源代碼:

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	cout << "Hello World!" << endl;
	return 0;
}

二、預編譯

??預編譯輸入命令g++ -o HelloWorld.i -E HelloWorld.cpp

??該命令表示編譯環節的第一步,也就是預編譯!當然,這一步也可以被稱為“編譯預處理”!而這個 HelloWorld.i 即是預編譯過后的檔案!

序號 主要行為
1. 展開所有的宏定義,消除“#define”
2. 處理所有的預編譯指令,比如#if、#ifdef等
3. 處理#include預編譯指令,將包含檔案插入到該預編譯的位置
4. 洗掉所有的注釋“/**/”、"//"等
5. 添加行號和檔案名標識,以便于編譯時編譯器產生除錯用的行號資訊以及錯誤提醒
6. 保留所有的#program編譯指令,原因是編譯器要使用它們

值得注意:這一步不會做出任何安全性和合法性的檢查!

三、編譯

??編譯請輸入命令g++ -o HelloWorld.s -S HelloWorld.i

??該命令表示編譯程序,也就是生成相應的匯編檔案 HelloWorld.s ,

主要行為 具體描述
詞法分析 將源代碼檔案的字符序列劃分為一系列的記號,一般詞法分析產生的記號有:識別符號、關鍵字、數字、字串、特殊符號(加號、等號);在識別記號的同時也將識別符號放好符號表、將數字、字符放入到文字表等;有一個lex程式可以實作詞法掃描,會按照之前定義好的詞法規則將輸入的字串分割成記號,所以編譯器不需要獨立的詞法掃描器
語法分析 語法分析器將對產生的記號進行語法分析,產生語法樹----就是以運算式尾節點的樹,一步步判斷如何執行運算式操作;如果存在括號不匹配或者運算式錯誤,編譯器就會報告語法分析階段的錯誤;相同的存在一個yacc程式可以根據用戶輸入的語法規則生成語法樹;
語意分析 由語法階段完成分析的并沒有賦予運算式或者其他實際的意義,比如乘法、加法、減法,必須經過語意階段才能賦予其真正的意義;
代碼優化 將代碼進行優化處理
符號匯總 匯總所有符號

補充說明:其中語意分析又可以分為“靜態語意分析”和“動態語意分析”兩種,

語意分析 簡單說明
靜態語意分析 通常在編譯器就可以確定的語意,主要包括“宣告”、“型別的匹配”以及“型別的轉換”
動態語意分析 只能在運行期才能確定的語意

四、匯編

??匯編請輸入命令g++ -o HelloWorld.o -C HelloWorld.s

??該命令表示對 HelloWorld.s 檔案進行匯編處理,生成對應的可重定位的二進制檔案 HelloWorld.o ,也就是我們所熟知的機器語言對應的檔案,

五、鏈接

??鏈接請輸入命令g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld.exe

??通過呼叫聯結器ld來鏈接程式運行需要的一大堆目標檔案,以及所依賴的其它庫檔案,最后生成可執行檔案., 鏈接的主要內容是把各個模塊之間相互參考的部分處理好,使得各個模塊之間能夠正確地銜接,

需要指出:鏈接分為“靜態鏈接”和“動態鏈接”,

鏈接型別 具體說明
靜態鏈接 指在編譯階段直接把靜態庫加入到可執行檔案中去,這樣可執行檔案會比較大
動態鏈接 指鏈接階段僅僅只加入一些描述資訊,而程式執行時再從系統中把相應動態庫加載到記憶體中去

需要補充:

庫檔案型別 特點
靜態庫檔案 是一個二進制檔案,存放的功能函式實作,在檔案編譯時要訪問檔案,編譯之后靜態庫檔案可以洗掉
動態庫檔案 是一個二進制檔案,存放的功能函式實作,在檔案執行時要訪問檔案,編譯時不需要動態庫檔案

額外說明:

作業系統 動態庫檔案后綴名
linux .so
window .dll

相冊

預編譯后的檔案HelloWorld.i

HelloWorld.i

??可以看到,代碼量驚人的大!足足有兩萬多行!可想這個HelloWorld也不簡單啊!

編譯后的檔案HelloWorld.s

HelloWorld.s

??很明顯看出,此時代碼精簡了很多!

匯編后的檔案HelloWorld.o

HelloWorld.o

??可以看出,記事本已經顯示亂碼了!

幫忙的朋友

工具 作用 負責程序
編輯器 撰寫代碼的一些視窗 撰寫源代碼
編譯器 檢查用戶代碼的一些語法錯誤,將其編譯成匯編代碼 預編譯、編譯
匯編器 將編譯出來的匯編檔案編譯成一定功能的目標代碼 匯編
連接器 將目標代碼連接成可執行檔案 鏈接

原創說明

原文作者:Seaver(海之戀SF)
如要轉載,請務必注明出處!
原文鏈接:https://www.cnblogs.com/seafever/p/12577337.html

轉載請註明出處,本文鏈接:https://www.uj5u.com/houduan/49355.html

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