高级C/C++编译技术之读书笔记(一)之编译/链接
最近有幸阅读了《高级C/C++编译技术》深受启发,该书深入浅出地讲解了构建过程(编译、链接)中的各种细节,从多个角度展示了程序与库文件或代码的集成方法,提出了面向代码复用和系统集成的软件架构设计方法,以及系统开发过程中疑难问题的解决方案。
以下将回头记录下其中的关键要点,以便后面查阅。
本节思维导图
1. 计算机体系结构抽象
2. 进程内存映射布局
(1)代码节:供CPU执行的机器指令码(.text节)
(2)数据节:供CPU操作的数据,通常来说,初始化数据(.data)、未初始化数据(.bss)、和只读数据(.rdata)会保存在分量的节中
(3)堆:动态内存分配的区域
(4)栈:为各个函数提供独立的存储空间
(5)最上层部分属于内核区域,特定进程的环境变量就存放在该区域
3. 编译阶段
编译的目的就是将高级语言转换为机器可以识别和执行的机器语言(汇编或二进制),主要过程包括:
(1)预处理:将#incldue关键字标识的含有定义的文件包含到源代码文件中、将#define语句指定的值抓换为常量、在代码中调用宏的位置将宏定义转换为代码、根据#if/#elif和#endif指令的位置包含或排除特定部分的代码
(2)语言分析:将代码转换为更易于处理的形式(删除注释和不必要的空格,以及从文本中提取符号等操作),检查程序是否满足编程语言的语法规则。包括词法、语法和语义分析
(3)汇编阶段
(4)优化阶段:将程序的寄存器使用率最小化,预测出实际上不需要执行的代码,并将其删除
(5)代码生成阶段
4. 链接阶段
连接过程的输入是目标文件的集合,其中由编译阶段预先生成,每个目标文件可以被看作单个的源代码的二进制存储版本,需要为程序内存映射提供各种各样的节(代码,初始化数据,未初始化数据,调试信息等)。连接器的最终任务是将独立的节组合成最终的程序内存映射节,与此同时解析所有的引用,为不同部分的代码间建立关联,使得程序称为一个整体。
(1)重定位:完成内存因素各行
(2)解析引用:检测拼接到程序内存映射中的节,找出哪些部分代码产生了外部调用,计算该引用的精确地址,将机器指令中的伪地址替换成程序内存映射的实际地址
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