9.4 編譯過程電子課件

編譯過程C的標準庫許多通用功能例如：I/O，字符串處理，數(shù)學函數(shù)等一般由編譯器和操作系統(tǒng)的設計者提供頭文件.h文件包含函數(shù)聲明，預處理宏，以及其它信息不包含庫函數(shù)的源代碼標準庫中的函數(shù)按照功能分組每一組有一個相關的頭文件數(shù)學函數(shù)，math.h標準I/O函數(shù)，stdio.h編譯預處理、編譯和鏈接預處理器尋找以“#”開頭的預處理指令，根據(jù)預處理指令執(zhí)行與匯編語言中的匯編命令相似#defineXY用文本Y代替出現(xiàn)的與X匹配的任意文本#include<X.h>將頭文件X.h插入到源文件中編譯器目標模塊一段機器代碼主要階段分析讀入、分析和構造原始程序的內(nèi)部表示源程序被分解或者分析為其組成部分合成生成機器代碼如果需要，進行代碼優(yōu)化鏈接器庫的目標代碼根據(jù)計算機系統(tǒng)被保存在一個特定地方例如，在UNIX中，/usr/lib目錄動態(tài)鏈接動態(tài)鏈接庫[DLL]或共享庫，根據(jù)需要被“鏈接”示例：HelloWorld.c的編譯過程#include<stdio.h>intmain(){ printf("Hello,World!\n"); return0;}預處理和編譯 .data .align 2 LC0: .string "HelloWorld!"

.text .align 2 .globl main main: addi sp,sp,-8 #分配棧幀 sw ra,4(sp) #保存返回地址 sw fp,0(sp) #保存幀指針 addi fp,sp,4 #調(diào)整幀指針

la a0,LC0

#傳遞參數(shù)

call printf

#printf("Hello,World!\n"); li a0,0 #return0; lw ra,4(sp) #恢復寄存器 lw fp,0(sp) #恢復寄存器 addi sp,sp,8 #彈出棧幀 ret #返回匯編匯編器，生成一種可以重新定位的目標文件代碼區(qū)：相對地址機器代碼解釋011111111100000010000000100010011addi sp,sp,-8400000000000100010010001000100011sw ra,4(sp)800000000100000010010000000100011sw fp,0(sp)C00000000010000010000010000010011addi fp,sp,41000000000000000000000010100110111luia0,0x01400000000000001010000010100010011addia0,a0,0x01800000000000000000000000010010111auipcra,0x01C00000000000000001000000011100111jalrra,0(ra)2000000000000000000000010100010011addi a0,zero,02400000000010000010010000010000011lw ra,4(sp)2800000000000000010010010000000011lw fp,0(sp)2C00000000100000010000000100010011addi sp,sp,83000000000000000001000000001100111jalrzero,0(ra)數(shù)據(jù)區(qū)相對地址數(shù)據(jù)的二進制表示數(shù)據(jù)001001000'H'101100101'e'201101100'l'301101100'l'401101111'o'500100000''601010111'W'701101111'o'801110010'r'901101100'l'A01100100'd'B00100001'!'C00000000null鏈接鏈接器將調(diào)用函數(shù)庫，通過重定位技術把目標文件合成可執(zhí)行文件對標記進行地址確定編譯器需提供目標文件，及符號表符號表標記：LC0,main,prinf可執(zhí)行文件，即計算機可以執(zhí)行的二進制指令序列Unix系統(tǒng)，以.out為后綴的文件MS-DOS,后綴為.exe根據(jù)內(nèi)存分配規(guī)則，確定目標文件中的程序和數(shù)據(jù)的地址，從而確定出標記的地址例如LC0：0x00020A10main：0x000101B0printf：0x00010450可執(zhí)行文件代碼區(qū)絕對地址機器代碼解釋0x000101B011111111100000010000000100010011addi sp,sp,-80x000101B400000000000100010010001000100011sw ra,4(sp)0x000101B800000000100000010010000000100011sw fp,0(sp)0x000101BC00000000010000010000010000010011addi fp,sp,40x000101C000000000000000100001010100110111luia0,0x210x000101C410100001000001010000010100010011addia0,a0,-15200x000101C800101000100000000000000011101111jalra,0x2880x000101CC00000000000000000000010100010011addi a0,zero,00x000101D000000000010000010010000010000011lw ra,4(sp)0x000101D400000000000000010010010000000011lw fp,0(sp)0x000101D800000000100000010000000100010011addi sp,sp,80x000101DC00000000000000001000000001100111jalrzero,0