编译链接原理

gcc的具体使用方式

预编译     gcc -E main.c -o main.i
                 gcc -E list.c -o list.i
    编译      gcc -S main.i list.i —> main.s list.s
    汇编      gcc -c main.s list.s —> main.o list.o
    链接      gcc list.o -->a.out
                 gcc main.o list.o -->main

编译和链接:

预编译(生成 * .i 文件)
    1> 将所有的 “#define” 删除,并且展开所有宏;
    2> 处理掉所有条件预编译指令如:“#if”、“#ifdef”、“#elif”、“#else”、“#endif”;
    3> 处理 “#include”指令,这是一个递归过程;
    4> 删除所有的注释 “//” 和 “/* * */”;
    5> 添加行号和文件名标识;
    6> 保留所有的 #pragma 编译器指令,待编译器使用;
编译(生成 *.s 文件)
        把预处理完的文件进行一系列的词法分析,语法分析,语义分析及优化后生成相对应的汇编代码文件。
汇编(生成 *.o 文件,也叫目标文件)
        汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的指令,每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。
链接(生成 *.exe 文件,也叫可执行文件)
    1> 地址和空间分配;
    2> 符号解析;
    3> 符号重定位;

程序的运行

  1. 创建虚拟地址空间到物理内存的映射(创建内核地址映射结构体),创建目录和页表
  2. 加载代码段和数据段
  3. 把可执行文件的入口地址写到 CPU 的 pc 寄存器里面
Makefile 是一个用于自动化构建的工具,通过 Makefile 可以定义编译链接的规则,以及依赖关系。它使用了一种称为“依赖关系图”的数据结构来管理目标文件之间的依赖关系,并根据这些依赖关系来确定需要重新编译的文件。 在 Makefile 中,我们可以定义目标(Target)、依赖关系(Dependencies)和命令(Commands)。目标是我们要生成的文件,依赖关系是指生成目标文件所需要的其他文件,而命令则是生成目标文件的具体操作。 编译链接原理如下: 1. 编译阶段:在编译阶段,Makefile 根据目标文件的依赖关系确定需要重新编译的文件,并执行相应的编译命令。编译命令将源代码转换为目标文件(通常是以 .o 结尾的文件)。这些目标文件包含了编译器将源代码转换为汇编代码、然后转换为机器码的过程。 2. 链接阶段:在链接阶段,Makefile 根据目标文件之间的依赖关系确定需要重新链接的文件,并执行相应的链接命令。链接命令将多个目标文件和库文件进行合并,生成最终的可执行文件。链接的过程包括符号解析、重定位和库文件处理,具体原理请参考前面回答的问题。 Makefile 通过检查目标文件和依赖文件的时间戳来确定是否需要重新编译链接。如果目标文件不存在或者目标文件的依赖文件的时间戳比目标文件的时间戳要新,那么 Makefile 就会执行相应的编译链接命令。 通过 Makefile 的自动化构建,我们可以方便地管理复杂的项目,减少重复编译链接的工作量,并确保代码的正确性和一致性。
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