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[C++]HelloWorld背后的故事!总结一下在我们运行exe可执行文件前究竟发生了什么!

海之恋SF 人气:0

人物介绍

姓名 HelloWorld
性别 .cpp
住址 D:\
SFZ号(SHA1) 25106D2879A9EA300BB264F8155A71D7C44DA2E8

故事简介

  1. 编写源文件
  2. 预编译
  3. 编译
  4. 汇编
  5. 链接

一、编写源文件

  源代码:

#include <iostream>
using namespace std;

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

二、预编译

  预编译输入命令g++ -o HelloWorld.i -E HelloWorld.cpp

  该命令表示编译环节的第一步,也就是预编译!当然,这一步也可以被称为“编译预处理”!而这个 HelloWorld.i 即是预编译过后的文件!

序号 主要行为
1. 展开所有的宏定义,消除“#define”
2. 处理所有的预编译指令,比如#if、#ifdef等
3. 处理#include预编译指令,将包含文件插入到该预编译的位置
4. 删除所有的注释“/**/”、"//"等
5. 添加行号和文件名标识,以便于编译时编译器产生调试用的行号信息以及错误提醒
6. 保留所有的#program编译指令,原因是编译器要使用它们

值得注意:这一步不会做出任何安全性和合法性的检查!

三、编译

  编译请输入命令g++ -o HelloWorld.s -S HelloWorld.i

  该命令表示编译过程,也就是生成相应的汇编文件 HelloWorld.s 。

主要行为 具体描述
词法分析 将源代码文件的字符序列划分为一系列的记号,一般词法分析产生的记号有:标识符、关键字、数字、字符串、特殊符号(加号、等号);在识别记号的同时也将标识符放好符号表、将数字、字符放入到文字表等;有一个lex程序可以实现词法扫描,会按照之前定义好的词法规则将输入的字符串分割成记号,所以编译器不需要独立的词法扫描器
语法分析 语法分析器将对产生的记号进行语法分析,产生语法树----就是以表达式尾节点的树,一步步判断如何执行表达式操作;如果存在括号不匹配或者表达式错误,编译器就会报告语法分析阶段的错误;相同的存在一个yacc程序可以根据用户输入的语法规则生成语法树;
语义分析 由语法阶段完成分析的并没有赋予表达式或者其他实际的意义,比如乘法、加法、减法,必须经过语义阶段才能赋予其真正的意义;
代码优化 将代码进行优化处理
符号汇总 汇总所有符号

补充说明:其中语义分析又可以分为“静态语义分析”和“动态语义分析”两种。

语义分析 简单说明
静态语义分析 通常在编译器就可以确定的语义,主要包括“声明”、“类型的匹配”以及“类型的转换”
动态语义分析 只能在运行期才能确定的语义

四、汇编

  汇编请输入命令g++ -o HelloWorld.o -C HelloWorld.s

  该命令表示对 HelloWorld.s 文件进行汇编处理,生成对应的可重定位的二进制文件 HelloWorld.o ,也就是我们所熟知的机器语言对应的文件。

五、链接

  链接请输入命令g++ HelloWorld.cpp -o HelloWorld.exe

  通过调用链接器ld来链接程序运行需要的一大堆目标文件,以及所依赖的其它库文件,最后生成可执行文件., 链接的主要内容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地衔接。

需要指出:链接分为“静态链接”和“动态链接”。

链接类型 具体说明
静态链接 指在编译阶段直接把静态库加入到可执行文件中去,这样可执行文件会比较大
动态链接 指链接阶段仅仅只加入一些描述信息,而程序执行时再从系统中把相应动态库加载到内存中去

需要补充:

库文件类型 特点
静态库文件 是一个二进制文件,存放的功能函数实现,在文件编译时要访问文件,编译之后静态库文件可以删除
动态库文件 是一个二进制文件,存放的功能函数实现,在文件执行时要访问文件,编译时不需要动态库文件

额外说明:

操作系统 动态库文件后缀名
linux .so
window .dll

相册

预编译后的文件HelloWorld.i

  可以看到,代码量惊人的大!足足有两万多行!可想这个HelloWorld也不简单啊!

编译后的文件HelloWorld.s

汇编后的文件HelloWorld.o

  可以看出,记事本已经显示乱码了!

帮忙的朋友

工具 作用 负责过程
编辑器 编写代码的一些窗口 编写源代码
编译器 检查用户代码的一些语法错误,将其编译成汇编代码 预编译、编译
汇编器 将编译出来的汇编文件编译成一定功能的目标代码 汇编
连接器 将目标代码连接成可执行文件 链接

原创说明

原文作者:Seaver(海之恋SF)
如要转载,请务必注明出处!
原文链接:https://www.cnblogs.com/seafever/p/12577337.html

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