一、程序的翻译环境和执行环境：

二、详解编译+链接：

2.1 翻译环境：

2.1.1、如何在预处理结束后停止进行观察呢？

2.1.2、如何在编译结束后停止进行观察呢？

2.1.3、如何在汇编结束后停止进行观察呢？

2.2 编译过程的划分：

三、执行环境（运行环境）：

一、程序的翻译环境和执行环境：

当写出一个 test.c 源文件的时候，如何通过编译链接产生一个可执行程序 test.exe 呢？

在本节课开始之前，我们是通过使用 ctrl+F5 来产生该可执行程序的，但是具体如何把一个源文件编译链接产生成一个可执行程序的过程，

将在本节课中进行阐述、

在 ANSI C（任何一个标准C的程序）的任何一种实现中，存在两个不同的环境。

第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。

第2种是执行环境，它用于实际执行代码、

二、详解编译+链接：

2.1 翻译环境：

1、组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（ object code ）。

2、每个目标文件由链接器（ linker ）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。

3、链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序

中、

在一个工程中，可能存在多个源文件，即 .c 文件，此时，工程中的每一个源文件都需要单独经过翻译环境进行处理，即，每一个源文件都

要单独经过编译器的处理，生成各个源文件对应的目标文件，即在windows系统下的 .obj 文件，当生成多个目标文件的时候，这些目标文

件一起再经过链接器，同时链接器在链接的时候，也会把链接库链接进去，即，链接器会把这些多个目标文件以及链接库连接在一起，最

后生成可执行程序、

当代码中使用到一些库函数的时候，就会把该库函数下的 .lib 文件，即静态库，这就是所谓的链接库，该链接库与多个目标文件，同时被链

接器连接在一起，生成最后的可执行程序，这些链接库中就包含了对应的库函数的信息、

这样不能观察到翻译环境中编译和链接过程中的细节，应该怎么做才可以观察到里面的细节呢？

2.1.1、如何在预处理结束后停止进行观察呢？

使用指令：gcc test.c -E

使用该指令后，屏幕上就会输出一堆东西，比较凌乱，此时就可以使用指令：gcc test.c -E > test.i ，就可以把 > 前面的指令所产生的所有

的结果输出重定向重新输出到一个其他的文件中去，此时，test.i 文件中就会保存 gcc test.c -E 指令所产生的所有的结果，然后再使用指令:

vim test.i 来打开该文件，就可以观察到其中的内容、

这一步就代表着完成了头文件的包含，头文件包含的具体过程就是把 stdio.h 中的内容拷贝了一份放在了该文件 test.i 中去了，所以，上图

中的红色框里面的内容以及上面省略掉的部分均是头文件 stdio.h 中的内容，被拷贝了一份放在该文件中、

如果更改源文件 test.c 内容为:

此时，通过指令 gcc test.c -E 得到预处理后的结果，然后再使用指令：gcc test.c -E > test.i 输出重定向到文件 test.i 中，然后再使用指令：

vim test.i 得到下面的结果：

所以，在预处理阶段主要完成了：

1、头文件的包含，即：#include<xxxxx>、

2、完成了#define定义的符号和宏的替换、

3、完成了注释的删除、

......

以上操作都是文本操作，在预处理之后的过程中，就看不到符号和宏了，已经被替换掉了，同时也看不到注释，因为已经被删除掉了、

2.1.2、如何在编译结束后停止进行观察呢？

使用指令：gcc test.i（test.c） -S 就可以生产 test.s 文件，该文件就是在编译过程停止后的到的文件、

该文件的内容为：

在预编译结束后，仍是C语言的代码，，而在编译结束后变成了汇编代码，也就意味着，该步骤将C语言代码替换成了汇编代码，此转换过程主要包括：

1、语法分析、

2、词法分析、

3、语义分析、

4、符号汇总、

即把所有的源文件中的全局符号，包括函数名，全局变量等等的符号都汇总起来、

2.1.3、如何在汇编结束后停止进行观察呢？

使用指令：gcc test.s -c 生成 test.o （linux系统下）文件，该文件类似于 windows系统下的 .obj 文件、

使用指令：vim test.o 打开该文件得到:

这不是文本文件，而是二进制文件，所以，在汇编过程中，将文本文件转化成为二进制文件，即，把汇编代码，转换成机器指令（二进制

指令），此时的二进制指令可由机器和一些工具来读懂，除此之外，该过程还生成了符号表、

其中，test.o 文件的格式为：elf格式，即文件的组成形式，是一种格式，每个目标文件，即 linux 系统下的 .o 文件，都会被分为一个个的

段，所有的 .o 文件划分的段是相同的，但是，不同的是，每个段中的内容是不相同的，此时，使用工具readelf就可以读懂二进制指令的内

容、

在VS编辑器下把加法的运算拆成两个文件来实现、

如上图所示，两个源文件，即 test.c 和 Add.c 文件都需要单独经过编译器处理：

此时，通过编译阶段就会进行符号汇总，把所有的符号汇总起来，再通过汇编阶段生成符号表，而符号表的使用是在链接阶段中使用、

如果把 Add.c 中的程序删除掉的话，那么经过编译，再经过汇编，链接，由于 Add.o 中没有符号，所以得到的符号表仅来源于 test.o 文

件，再经过合并与重定位符号表得到的仍是 test.o 文件中的符号表，但是由于该文件中的符号 Add 的地址是无效的，所以在运行程序的时

候，就会报错，即无法解析的外部符号，_Add、

2.2 编译过程的划分：

sum.c

int g_val = 2016;
void print(const char *str) 
{
 printf("%s\n", str);
}


test.c

#include <stdio.h>
int main()
{
 extern void print(char *str);
 extern int g_val;
 printf("%d\n", g_val);
 print("hello bit.\n");
 return 0; 
}
如何查看编译期间的每一步发生了什么呢？

1、预处理选项 gcc -E test.c -o test.i 预处理完成之后就停下来，预处理之后产生的结果都放在 test.i 文件中。

2.、编译选项 gcc -S test.c 编译完成之后就停下来，结果保存在 test.s 中。

3.、汇编 gcc -c test.c 汇编完成之后就停下来，结果保存在 test.o 中。

三、执行环境（运行环境）：

程序执行的过程：

1、程序必须载入内存中，只有把程序载入到内存中才可以去执行，在有操作系统的环境中：一般这个动作由操作系统完成。在独立的环境

中，程序的载入必须由手工安排，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成、

2、程序的执行便开始，接着便调用 main函数、

3、开始执行程序代码，这个时候程序将使用一个运行时堆栈（stack），存储函数的局部变量和返回地址，程序同时也可以使用静态

（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程一直保留他们的值、

任何一个函数的调用都要为其分配内存空间，而为该函数分配的内存空间的大小由编译器决定，为每个函数分配的内存空间也称为该函数

的运行时堆栈，运行时堆栈又可以称为函数栈帧，堆栈就是指的栈区，而堆才是所谓的堆区、

4、终止程序，正常终止 main 函数，也有可能是意外终止、

后期会陆续更新关于程序环境和预处理的知识，感谢观看，谢谢大家，记得点赞收藏哦~

程序环境和预处理1

一、程序的翻译环境和执行环境：

二、详解编译+链接：