计算机组成原理与编译原理基础总结

"《计算机组成原理-CSAPP》网课总结（二）——编译原理基础" 本文档是对《计算机组成原理》（也称CSAPP）课程中编译原理基础部分的总结，涵盖了从源代码到可执行文件的整个编译过程，包括预编译、编译、汇编和链接四个阶段。 1. 预编译： 预编译阶段主要处理源代码中的宏定义（Macro Replacement）和头文件（Header File Inclusion）。这一过程会将预处理器指令转换为标准C或C++语法，并生成扩展名为`.i`的预处理文件。预处理的目标是为后面的编译步骤提供标准化的输入。 2. 编译： 编译阶段是将预处理后的`.i`文件转化为汇编语言表示的`.s`文件。这个过程涉及到词法分析、语法分析、语义分析和优化。编译器将源代码转换成与特定CPU架构相关的机器指令，使得每条汇编指令对应一个CPU的操作。 3. 汇编： 汇编器将`.s`文件转化为可重定位目标文件，通常为`.o`或`.obj`。这个阶段，汇编器会把汇编指令转换为实际的二进制机器码，并添加符号表和其他元数据，以便链接器使用。 4. 链接： 链接器将多个`.o`文件组合成一个可执行文件。它会解决各个文件间的符号引用，确保所有函数和变量都有正确的定义。在这个过程中，如果出现未定义的符号，链接器会报告错误；如果有重复定义，也会报错。同时，链接器会引入必要的系统文件，例如C运行时库（C Runtime Library，cruntime），以支持程序的启动和运行。 5. 可执行文件与库文件： 生成的可执行文件包含代码段和数据段，以及其他如初始化数据、字符串常量等部分。程序加载到内存后，操作系统会调用`_start()`函数开始执行。而库文件，如静态库（Static Library），则在编译时被链接，只有被使用的函数才会被复制到最终的可执行文件中。 总结来说，编译过程是将高级语言转化为机器可理解的指令，而链接过程则是将这些指令整合并解决依赖关系，形成完整的可执行程序。了解这个过程对于深入理解计算机系统的工作原理至关重要。