-------------前言

渾渾噩噩就看完了一遍《高階c/c++編譯技術》，我知道看完一遍是不行，而且光是看也是不行的，先寫下這篇博文也權當是記錄下我的一些猜想，當然是未經過驗證的，經過驗證就不是猜想了。最終，在下有什麼說得不對的，請各位大俠指正，不斷學習不斷進步！

-------------正文

先說一下這本書。這本書是由Milan Stevanovic大佬寫的，盧譽聲所譯。結構內容是硬體基礎，程式的生命週期，生命週期中的各個階段的介紹，各類問題的解決。

第一章講解的是他的硬體支援，因為最終編譯是要編譯成機器能夠讀懂的二進位制語言，所以首先我們先要知道我們的目的是什麼，高階語言c/c++----------》某種工具（先把他當成一個黑箱）-------------》二進位制檔案。那麼，機器能夠讀懂的二進位制語言是需要到專用的晶片的指令，更重要的是指令的地址怎麼得到，怎麼做才能得到我們的二進位制檔案，怎麼做才能解決我們問題。這就是我大概能讀懂的意思，我還沒看過作業系統，一些更深的東西還沒看懂。

總結起來就是，最終我們要控制的是我們的I/O裝置，主存釋放位元組流，作為與IO進行資料交換的直接港口，主存被要求速度必須快，但是受成本問題，往往越大越貴，所以有一種快取機制，一個折中的方法。快取往往有多級，接近IO的越快，接近cpu的慢，這種分級制度在某種程度上起到了緩衝的作用，但是不可避免的，當IO資料量很大的時候，主存往往會請求硬碟幫忙，這就使虛擬記憶體的機制，這時就會顯得很卡。它使得應用程式認為它擁有連續的可用的記憶體（一個連續完整的地址空間），而實際上，它通常是被分隔成多個實體記憶體碎片，還有部分暫時儲存在外部磁碟儲存器上，在需要時進行資料交換。

怎麼做到讓它看起來是連續的呢？

實際上實體地址是不連續的，而是給實體地址的編號是連續的，在學數位電路和微機原理的時候，會教到一個就是給ram分配地址，按照事先約定好的規則，可以使它的地址號讀取是連續的。比如說奇偶地址位的讀取來滿足cpu的設定，intel8086的cpu有一個管腳說明是奇偶讀取地址，為了滿足的它的整體的一個架構，ram和譯碼器什麼的組合起來讓cpu看上去真的是在讀奇偶地址的。再詳細的只能去再查課本了。

程式的生命週期有：

編譯，連結，兩個階段，經過這兩個階段：

c/c++--------->編譯---------->彙編程式---------->連結--------------->二進位制檔案

二進位制檔案------------->裝載----------------->賦予絕對地址（可定址），執行

ok,我們一步步來介紹。

編譯：

1.執行單元：編譯器

2.輸入：編譯單元（通常為包含原始碼的文字）

3.輸出：一系列的二進位制目標檔案的集合

注意：此時的輸出雖然是二進位制檔案，但是是每個原始檔對應的目標檔案，也就是他們之間的聯絡還沒有連線起來。

ok，要成以上的輸入變成輸出，編譯器到底做了什麼事情呢？

1.預處理階段

輸入：c/c++

輸出：c/c++

使用一個特殊的文字處理程式，將巨集進行替換。將include關鍵字標識的含有特定檔案包含到原始碼檔案中，將define語句指定的值轉換成常量，將ifndef或ifdef、eleif和endif做相應的處理。

2.語言分析階段

輸入：c/c++

輸出：c/c++

最終得到一個精簡的、符合語法、語義的程式碼。有以下的幾個方面的過程：

      1.詞法分析：將原始碼分割成不可分割的單詞

      2.語法分析：將提出的單詞連成序列，並根據程式語言規則進行檢查，驗證其順序是否合理。

      3.語義分析：目的是發現符合語法規定的語句是否具有實際意義。

3.彙編過程

輸入：c/c++

輸出：彙編程式碼

轉換成特定cpu指令集的語言集合。經過1、2這兩個步驟，可以保證現在的c/c++程式碼是精簡有意義的存在了。那麼就可以把它轉換成彙編程式碼了。以gcc編譯器為例：

原始碼------------->gcc---------------->ASCII編碼的文字檔案

x86處理器體系結構的支援兩種指令格式：AT&T   intel  格式

4.優化階段

輸入：彙編程式碼

輸出：彙編程式碼

最初版本的彙編程式碼--------------------->優化-------------------------->最終版彙編程式碼

優化的原則：

         1.將暫存器使用率最小化

         2.通過分析能夠預測出實際上不需要執行的部分程式碼

5.程式碼生成階段

輸入：彙編程式碼

輸出：多個二進位制檔案集合

每一個目標檔案對應一個編譯單元，彙編指令轉成成對應的機器指令（操作碼）的二進位制值。

ok，這個編譯就完成了，再Linux上面，我們可以通過命令

gcc -S <input file> -o <output assembler file>.s                        //輸出彙編程式碼

寫的一個簡單的hello程式。

gcc -S -masm=intel hello.c -o hello.s

這就是彙編程式了，但是我彙編還沒看過，不怎麼懂，所以就不做分析了。知道是可以得出彙編程式的。

gcc -c hello.c -o hello.o

就得到了hello.o也即二進位制檔案，雖然你看著只有一個，但是別忘了你在剛開始學習得時候就不明白的為什麼要include一個什麼鬼東西呢，那個鬼東西在哪呢？那個東西就是共享庫，之後會介紹到，現在先不談。

所以，咱們通過這個命令就可以得到了二進位制目標檔案了，但是我們要檢視的話需要十六進位制的檔案檢視器，我沒有，直接用vim是一堆亂碼就不截圖了。

至此，編譯過程結束。往後請看下一節。