c语言编译过程简介和详解

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1、C编译的整个过程很复杂，大致可以分为以下四个阶段： 1）预处理阶段在该阶段主要完成对源代码的预处理工作，主要包括对宏定义指令，头文件包含指令，预定义指令和特殊字符的处理，如对宏定义的替换以及文件头中所包含的文件中预定义代码的替换等，总之这步主要完成一些替换工作，输出是同源文件含义相同但内容不同的文件。2)编译、优化阶段编译就是将第一阶段处理得到的文件通过词法语法分析等转换为汇编语言。优化包括对中间代码的优化，如删除公共表达式，循环优化等；和对目标代码的生成进行的优化，如如何充分利用机器的寄存器存放有关变量的值，以减少内存访问次数。3）汇编阶段将汇

2、编语言翻译成机器指令4）链接阶段链接阶段的主要工作是将有关的目标文件连接起来，即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来，使得所有的目标文件成为一个能够被操作系统装入执行的统一整体。C语言编译编译，编译程序读取源程序（字符流），对之进行词法和语法的分析，将高级语言指令转换为功能等效的汇编代码，再由汇编程序转换为机器语言，并且按照操作系统对可执行文件格式的要求链接生成可执行程序。C源程序头文件－－>预编译处理(cpp)－－>编译程序本身－－>优化程序－－>汇编程序－－>链接程序-->可执行文件1.编译预处理读取c源程序，对其中

3、的伪指令（以#开头的指令）和特殊符号进行处理伪指令主要包括以下四个方面（1）宏定义指令，如#defineNameTokenString,#undef等。对于前一个伪指令，预编译所要做的是将程序中的所有Name用TokenString替换，但作为字符串常量的Name则不被替换。对于后者，则将取消对某个宏的定义，使以后该串的出现不再被替换。（2）条件编译指令，如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif,等等。这些伪指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理。预编译程序将根据有关的文件，将那些不必

4、要的代码过滤掉（3）头文件包含指令，如#include"FileName"或者#include等。在头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏（最常见的是字符常量），同时包含有各种外部符号的声明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的C源程序使用。因为在需要用到这些定义的C源程序中，只需加上一条#include语句即可，而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中，以供编译程序对之进行处理。包含到c源程序中的头文件可以是系统提供的，这些头文件一般被放在/

5、usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号（<>）。另外开发人员也可以定义自己的头文件，这些文件一般与c源程序放在同一目录下，此时在#include中要用双引号（""）。（4）特殊符号，预编译程序可以识别一些特殊的符号。例如在源程序中出现的LINE标识将被解释为当前行号（十进制数），FILE则被解释为当前被编译的C源程序的名称。预编译程序对于在源程序中出现的这些串将用合适的值进行替换。预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作。经过此种替代，生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的

6、含义同没有经过预处理的源文件是相同的，但内容有所不同。下一步，此输出文件将作为编译程序的输出而被翻译成为机器指令。2.编译阶段经过预编译得到的输出文件中，将只有常量。如数字、字符串、变量的定义，以及C语言的关键字，如main,if,else,for,while,{,},+,-,*,，等等。预编译程序所要2014年执业医师资格考试医学综合笔试临床执业医师口腔执业医师中医执业医师C语言编译作得工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后，将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。3.优化阶段优化处理是编译系统中一项比较艰深的技术

7、。它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关，而且同机器的硬件环境也有很大的关系。优化一部分是对中间代码的优化。这种优化不依赖于具体的计算机。另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。上图中，我们将优化阶段放在编译程序的后面，这是一种比较笼统的表示。对于前一种优化，主要的工作是删除公共表达式、循环优化（代码外提、强度削弱、变换循环控制条件、已知量的合并等）、复写传播，以及无用赋值的删除，等等。后一种类型的优化同机器的硬件结构密切相关，最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放的有关变量的值，以减少对于内存的访问次数。另外，如何根据机器硬件执

8、行指令的特点（如流水线、RISC、CISC、VLIW等）而对指令进行一些调整使目标代码比较短，执行的效率比较高，也是一个重要的研究课题。