c程序的创建与执行的过程

小鱼儿 2022-11-17 03:42 87阅读 0赞

当我们编写了一个c程序，并生成了一个名为hello.c的文件，接下来需要把程序变为机器可以执行的形式：那么系统到底做了哪些工作呢？

首先可以明确的是必须将源代码转换为机器语言，c程序才可以被机器执行，这个转换工作是编译器帮我们做的。  
具体处理过程：

首先**预处理**程序，在编译开始之前自动执行，预处理程序只处理源码中的以\#开头的代码，如：\#inclue<stdio.h>等，会将stdio.h包含进来，这样编译器才可以理解printf以及其他的输入输出函数所需要的信息。

> 以.h为扩展名的文件称为头文件，头文件可以是编译器自带的头文件，也可以是自己定义的头文件。编译器自带的头文件里面主要包含与c标准库函数相关的声明，所以\#include<stdio.h>是编译器自带的头文件，只是调用了c标准库函数以及可能添加了一些自己定义的库函数。

预处理器处理完成后，此时进入**编译**阶段，如果编译成功会产生一个目标文件，该文件与源文件同名，扩展名是.o或.obj，关于.obj文件的内容，可以参考这两篇不错的博客：https://blog.csdn.net/zhuoya\_/article/details/78398389  
https://blog.csdn.net/qq\_29328443/article/details/107183383  
简单来说.o或.obj文件中存放着关于源码的代码信息，全局变量以及静态变量的信息等。不过需要注意的是**编译阶段是不为变量分配内存空间的**，全局变量以及静态变量也是不分配内存的，只不过可以确定他们的类型以及值。

编译完成后，在**链接**过程，链接器会将目标文件与函数库中已经编译好的目标代码组合起来，生成最终的**可执行**文件。然后，可执行文件加载到内存中，在CPU的控制下，逐条执行程序中的机器指令。此时可以看到可执行文件中的VMA（虚拟内存地址）和DMA（加载内存地址）已经不是0了，说明已为其分配了内存空间。

--------------------

查看.o目标文件与可执行文件的过程  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可以看出此时VMA与LMA是0，所以编译阶段不分配内存  
接着`cc -o a 1.c -g`进行链接生成可执行的文件a，然后`objdump -h a`查看  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
可以发现此时的VMA和LMA不为0，表示已经将可执行文件加载到内存并分配了存储空间。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221022/967a58b6caa8431bb856b6eb7fcd992e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM4MDQ4NzU2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221022/067abdc75fa64cedb7c1e822281db3f7.png