一段代码是如何变成可执行程序的？

有关回应 · 2021-6-1 05:27:00

楼主这个问题要回答起来需要写一整本的书《编译原理》。

具体可以参考wiki http://zh.wikipedia.org/wiki/Category:编译原理

如果楼主看了基本材料有具体问题可以再讨论，ps我一直觉得编译原理很重要，这个是真正将软件和硬件都连接起来的东西，如果楼主之前不了解建议好好学习一下

有关回应 · 2021-6-1 05:27:01

这个问题涉及到的知识领域相当之广泛，我暂且说一点我的经验吧。
你说的代码和可执行程序并未指定时何种代码。高级语言还是汇编语言或者其他的，高级语言又有多种不同的类别，C/C++，Java，C#等。可执行程序对于不同的操作系统和CPU是不一样的。
此处假设以C/C++语言作为编写你所说的源代码的语言，可执行程序是Linux下X86(AMD64)机器的可执行程序。
由于软件的发展需要易于人类思维理解的高级语言，但是高级语言的很多语言结构特性与CPU指令之间存在着巨大的差距，这中间的差距需要通过编译器来逐渐得一步一步地特化(lowering)为具体的X86机器指令。
C语言的语言结构与目标机器之间的差距相对于其他高级语言来说，比较接近CPU的执行模型，所以大部分的语言结构可以转换为C语言来理解（实践中没有必要而且工作量太大），如：面向对象，多态，都可以使用C语言的特性来模拟。
[h1]一、C语言[/h1]而对于C语言来说，基本的语言结构就是函数定义，变量声明，类型声明，分支语句，循环语句，goto语句，以及多种运算符操作表达式。

函数定义: 可以对应到汇编代码中的subroutine;
变量声明: 可以对应到数据段的声明 x: .data .global .long 32，这条汇编语句在数据段定义了一个类型为int，值为32的全局变量，一般使用C语言的static int x = 32;可以得到如上的结果。
类型声明: 这一步只是源语言层面的信息，在机器码层面，只存在整数，浮点数。如下代码

struct A{ int x1; int x2;};int main(){ struct A a; a.x1 = 0; a.x2 = 1; return 0;}// 上述代码在编译的时候，编译器会计算得到struct A的大小，以及每个成员相当于struct A起始// 地址的偏移.当分配变量的时候，也是使用push指令申请栈空间，与基本类型变量一样。访问// 结构体a中成员的时候，会进行地址计算// a.x1= 0 => movl 0, (x1.起始偏移0 + a的基地址)// a.x2 = 1 -> movl 2,(x1.起始偏移4 + a的基地址)

复制代码

分支语句： 其实这条语句在机器码层次就是跳转语句(jne, je, jz等这些条件跳转和无条件跳转)
循环语句：这条语句可以转换为分支语句加goto来实现。
goto语句：对应到机器码中的无条件跳转指令(jump **)。
运算符表达式：这些都可以映射到机器码中的实现，一元，二元运算符都很直接能对应到CPU的操作，比较特殊的是&（取地址），*（解引用）两个操作，&操作可以使用LEA指令得到一个内存操作数的地址，*（解引用）操作符其实就是汇编语言级别的内存操作数间接寻址。

// X86机器栈帧布局|-----------| x1 + self->x2; // 此处的self等价于上上述代码的this指针.}int main(){ Test t; add(&t); return 0;}

复制代码

有关回应 · 2021-6-1 05:27:02

这个问题，真的相当复杂，我很惊讶真的要问这么个问题，因为它太过于复杂，而且对于不同的“代码”，差别也是相当之大的。
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总体上来说，
所谓的代码就是对过程/方法/描述的一种抽象,抽象为机器/环境/程序可以理解的东西.
所谓的执行呢,就是机器/环境/程序,按照如上抽象出来的东西,将它执行/呈现出来.
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回到你的问题上来,估计你问题的是C代码是如何转化为可执行程序的.
这里C是一种代码表述方法,就像语文作文的作文格式类似的,只是这个格式要严格的多.可执行程序呢,就是一个执行过程,就像语文作文念一遍听一样.
C基本过程如下:预处理,编译,优化,链接过程.具体可以上网自己搜出来看.
预处理,就是简单的文本替换,比如鲁迅的通假字.
编译+优化,就是从C语言转化为汇编语言,从汇编语言到二进制机器码.
链接是执行的时候才有的过程,比如调用系统函数或者库,这个时候就会去调用它,就像作文里面引用典故一样,必须知道典故,才可以解释清楚意思.
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为了不闭塞思维,你也可以看下其他的"代码","执行".例如网页的创作.
假设就最简单的html(这个你不知道,还是多看点书吧)
html描述了一个网页的样子,但是它不是把所有的要素都放在自己里面.例如CSS之类的定义了html页面的结构排版,
最后网页的显示,这个就相当于一个"代码执行"的过程,这个执行过程,得到了html,css,引用的图片及其他等等,最后就用js引擎,网页渲染,最后的到网页的样子.呈现给用户.

有关回应 · 2021-6-1 05:27:03

谢邀。这问题太大了。
简单答一下，大概是需要这样一个过程：

程序代码->分词-> 解析->编译->CPU指令

复制代码

如果想详细了解，可以参考CSAPP（深入理解计算机系统）一书，或者参考我翻译的《Ruby原理剖析》，比CSAPP薄一点，以Ruby语言为例了解整个过程。

有关回应 · 2021-6-1 05:27:04

关于这个问题，我之前也关注过，是为了明白程序的编译，链接和装载。
大佬们会给出高屋建瓴的描述的。我自己呢，说不清楚。就推荐最近看过的几本书。如果想详细知道这方面的内容，可以看看。
俞甲子的程序员的自我修养，milan stevanovic的advanced c and c++ compiling 和最近的一本，igor zhirkov的low level programming。
这三本都是讲程序链接和装载的细节的，书都各有优缺点，值得一看。因为市面上，讲这方面的书似乎并不多，我也只找到这几本。

一段代码是如何变成可执行程序的？

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