一、程序的翻译环境和执行环境

在ANSI C的任何一种实现中，存在两个不同的环境。
第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。
第2种是执行环境，它用于实际执行代码。

什么是翻译环境

将test.c源文件 -> test.exe 的过程所依赖的环境就是翻译环境，这个test.exe是二进制的文件,计算机可以直接运行的文件。一般来说翻译环境就是（编译器：cl.exe）
我们平时用的编译器列如vs2019等，是高度集成了的开发环境-IDE

什么是执行环境

执行test.exe文件所依赖的环境，一般来说执行环境就是（操作系统）

二、翻译环境编译+链接详解

1.每一个源文件都会通过编译过程，分别转化为目标文件(.obj)
2.这些目标为文件再由链接器捆绑在一起，形成一个单一完整的整体
3.链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数（所以有时不引用头文件程序仍然可以正常运行），而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中。

链接库就是库函数依赖的库文件，或者说第三方的库

（1）.编译

编译又可细分为几个部分

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/332d8643432b48aab3a63b2f917a767d.png?x-oss-process=image/watermark,type_d3F5LXplbmhlaQ,shadow_50,text_Q1NETiBA57uF5aOrwrfmsLg=,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16

1.预编译

预编译过程是处理的文本内容的替换，列如#define定义的符号和宏的替换，注释的删除，生成test.i文件
1.头文件的包含
2.#define定义的符号和宏的替换
3.注释的删除

原代码：

因为vs2019是集成开发环境，不宜展示编译链接的详细过程，这里采用Linux环境下gcc来展示
通过预编译指令：gcc test.c -E -o test.i进行预编译得到test.i文件，将test.i文件打开

可以看到这样一长串的的代码，可以发现这里进行了#define定义的符号替换，同时我们打开 stdio.h 这个文件

2.编译

编译过程是将编写的.c代码，转化为汇编语言，生成test.s文件
还会进行：
1.语法分析
2.词法分析
3.语义分析
4.符号汇总（只汇总全局符号）
即进行语法准确性的检测

用gcc 来展示：Linux环境下对应的文件编译指令 gcc test.i -S

可以看到生成了一个汇编文件，将源代码转化成了汇编代码

3.汇编

汇编过程是将汇编代码转化为二进制/机器指令/二进制指令，生成符号表，生成目标文件(.obj)-二进制文件

用gcc 来展示：Linux环境下对应的文件编译指令 gcc test.i -c -o test.o

可以看到生成的文件是二进制文件，我们是看不明白的。
汇编过程还会生成一个符号表，这个二进制文件是elf格式的，所以我们可以通过Linux的readelf工具来阅读二进制文件，我们选择打印符号表

通过解析后的符号表打印件我们可以看到，一个类似表格的东西，里面有main,Add等全局符号，这个就是生成的符号表

（2）.链接

vs2019的链接器(link.exe)
1.合并段表
2.符号表的合并和重定位

段表的合并：目标文件是elf格式的，这种格式的文件会将自己分为一段一段的，段表的合并就是将其相似的部分合并在一起
符号表的合并和重定位：在汇编过程会生成符号表，每一个源文件都会生成一个符号表，这些符号表汇总了全局的的符号供我们使用，在合并的过程中，将一个符号的有效地址合并起来（就是重定位，将其无效的地址换为有效地址，用于正确的调用）。
这里就解释的为什么不包含头文件，仍然可以正常运行的问题，函数等全局符号的调用是在链接过程从生成的符号表中去找的，这时的函数名，地址信息都在一张符号表上，所以可以正常调用。

三、运行环境

程序执行的过程：

1. 程序必须载入内存中。在有操作系统的环境中：一般这个由操作系统完成。在独立的环境中，程序
   的载入必须由手工安排，也可能是通过可执行代码置入只读内存来完成。
2. 程序的执行便开始。接着便调用main函数。
3. 开始执行程序代码。这个时候程序将使用一个运行时堆栈（stack），存储函数的局部变量和返回
   地址。程序同时也可以使用静态（static）内存，存储于静态内存中的变量在程序的整个执行过程
   一直保留他们的值。
4. 终止程序。正常终止main函数；也有可能是意外终止。