機器指令編譯方法

⑴ c 如何編譯

編譯，編譯程序讀取源程序（字元流），對之進行詞法和語法的分析，將高級語言指令轉換為功能等效的匯編代碼，再由匯編程序轉換為機器語言，並且按照操作系統對可執行文件格式的要求鏈接生成可執行程序。

C源程序頭文件－－>預編譯處理(cpp)－－>編譯程序本身－－>優化程序－－>匯編程序－－>鏈接程序-->可執行文件

1.編譯預處理
讀取c源程序，對其中的偽指令（以#開頭的指令）和特殊符號進行處理
[析] 偽指令主要包括以下四個方面
（1）宏定義指令，如#define Name TokenString,#undef等。對於前一個偽指令，預編譯所要做的是將程序中的所有Name用TokenString替換，但作為字元串常量的Name則不被替換。對於後者，則將取消對某個宏的定義，使以後該串的出現不再被替換。

（2）條件編譯指令，如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif,等等。這些偽指令的引入使得程序員可以通過定義不同的宏來決定編譯程序對哪些代碼進行處理。預編譯程序將根據有關的文件，將那些不必要的代碼過濾掉

（3）頭文件包含指令，如#include "FileName"或者#include <FileName>等。在頭文件中一般用偽指令#define定義了大量的宏（最常見的是字元常量），同時包含有各種外部符號的聲明。採用頭文件的目的主要是為了使某些定義可以供多個不同的C源程序使用。因為在需要用到這些定義的C源程序中，只需加上一條#include語句即可，而不必再在此文件中將這些定義重復一遍。預編譯程序將把頭文件中的定義統統都加入到它所產生的輸出文件中，以供編譯程序對之進行處理。

包含到c源程序中的頭文件可以是系統提供的，這些頭文件一般被放在/usr/include目錄下。在程序中#include它們要使用尖括弧（<>）。另外開發人員也可以定義自己的頭文件，這些文件一般與c源程序放在同一目錄下，此時在#include中要用雙引號（""）。

（4）特殊符號，預編譯程序可以識別一些特殊的符號。例如在源程序中出現的LINE標識將被解釋為當前行號（十進制數），FILE則被解釋為當前被編譯的C源程序的名稱。預編譯程序對於在源程序中出現的這些串將用合適的值進行替換。

預編譯程序所完成的基本上是對源程序的「替代」工作。經過此種替代，生成一個沒有宏定義、沒有條件編譯指令、沒有特殊符號的輸出文件。這個文件的含義同沒有經過預處理的源文件是相同的，但內容有所不同。下一步，此輸出文件將作為編譯程序的輸出而被翻譯成為機器指令。

2.編譯階段

經過預編譯得到的輸出文件中，將只有常量。如數字、字元串、變數的定義，以及c語言的關鍵字，如main,if,else,for,while,{,},+,-,*,\，等等。預編譯程序所要作得工作就是通過詞法分析和語法分析，在確認所有的指令都符合語法規則之後，將其翻譯成等價的中間代碼表示或匯編代碼。

3.優化階段
優化處理是編譯系統中一項比較艱深的技術。它涉及到的問題不僅同編譯技術本身有關，而且同機器的硬體環境也有很大的關系。優化一部分是對中間代碼的優化。這種優化不依賴於具體的計算機。另一種優化則主要針對目標代碼的生成而進行的。上圖中，我們將優化階段放在編譯程序的後面，這是一種比較籠統的表示。

對於前一種優化，主要的工作是刪除公共表達式、循環優化（代碼外提、強度削弱、變換循環控制條件、已知量的合並等）、復寫傳播，以及無用賦值的刪除，等等。

後一種類型的優化同機器的硬體結構密切相關，最主要的是考慮是如何充分利用機器的各個硬體寄存器存放的有關變數的值，以減少對於內存的訪問次數。另外，如何根據機器硬體執行指令的特點（如流水線、RISC、CISC、VLIW等）而對指令進行一些調整使目標代碼比較短，執行的效率比較高，也是一個重要的研究課題。

經過優化得到的匯編代碼必須經過匯編程序的匯編轉換成相應的機器指令，方可能被機器執行。

4.匯編過程

匯編過程實際上指把匯編語言代碼翻譯成目標機器指令的過程。對於被翻譯系統處理的每一個C語言源程序，都將最終經過這一處理而得到相應的目標文件。目標文件中所存放的也就是與源程序等效的目標的機器語言代碼。

目標文件由段組成。通常一個目標文件中至少有兩個段：

代碼段 該段中所包含的主要是程序的指令。該段一般是可讀和可執行的，但一般卻不可寫。

數據段 主要存放程序中要用到的各種全局變數或靜態的數據。一般數據段都是可讀，可寫，可執行的。

匯編程序生成的實際上是第一種類型的目標文件。對於後兩種還需要其他的一些處理方能得到，這個就是鏈接程序的工作了。

5.鏈接程序

由匯編程序生成的目標文件並不能立即就被執行，其中可能還有許多沒有解決的問題。例如，某個源文件中的函數可能引用了另一個源文件中定義的某個符號（如變數或者函數調用等）；在程序中可能調用了某個庫文件中的函數，等等。所有的這些問題，都需要經鏈接程序的處理方能得以解決。

鏈接程序的主要工作就是將有關的目標文件彼此相連接，也即將在一個文件中引用的符號同該符號在另外一個文件中的定義連接起來，使得所有的這些目標文件成為一個能夠誒操作系統裝入執行的統一整體。

根據開發人員指定的同庫函數的鏈接方式的不同，鏈接處理可分為兩種：

（1）靜態鏈接在這種鏈接方式下，函數的代碼將從其所在地靜態鏈接庫中被拷貝到最終的可執行程序中。這樣該程序在被執行時這些代碼將被裝入到該進程的虛擬地址空間中。靜態鏈接庫實際上是一個目標文件的集合，其中的每個文件含有庫中的一個或者一組相關函數的代碼。

（2）動態鏈接在此種方式下，函數的代碼被放到稱作是動態鏈接庫或共享對象的某個目標文件中。鏈接程序此時所作的只是在最終的可執行程序中記錄下共享對象的名字以及其它少量的登記信息。在此可執行文件被執行時，動態鏈接庫的全部內容將被映射到運行時相應進程的虛地址空間。動態鏈接程序將根據可執行程序中記錄的信息找到相應的函數代碼。

對於可執行文件中的函數調用，可分別採用動態鏈接或靜態鏈接的方法。使用動態鏈接能夠使最終的可執行文件比較短小，並且當共享對象被多個進程使用時能節約一些內存，因為在內存中只需要保存一份此共享對象的代碼。但並不是使用動態鏈接就一定比使用靜態鏈接要優越。在某些情況下動態鏈接可能帶來一些性能上損害。

經過上述五個過程，C源程序就最終被轉換成可執行文件了。預設情況下這個可執行文件的名字被命名為a.out

⑵ 64位linux下面的GCC如何編譯出一個32位可執行程序

在64位Linux環境下，使用GCC編譯32位可執行程序並不困難，但需要確保你的編譯環境具備相應支持。默認安裝的GCC編譯器可能無法直接編譯64位程序，因為缺少64位機器指令相關的文件，導致在編譯過程中出現類似錯誤：

"In file included from /usr/include/features.h:378, from /usr/include/assert.h:37, from ../../../include/tinyxml/tinystr.h:42, from ../../../src/tinyxml/tinystr.cpp:32: /usr/include/gnu/stubs.h:9:27: error: gnu/stubs-64.h: 沒有那個文件或目錄"

解決方法是安裝gcc所有支持文件，通過命令「sudo apt-get install gcc-multilib」進行安裝。安裝過程中，系統會提示需要安裝一系列額外的軟體包，例如：

cpp-4.4, g++-4.4, gcc-4.4, gcc-4.4-base, gcc-4.4-multilib, lib64gcc1, lib64gomp1, libc6-amd64, libc6-dev-amd64, libgcc1, libgomp1, libstdc++6, libstdc++6-4.4-dev

安裝這些軟體包後，你可以通過在編譯命令中加上-m32參數來指定編譯32位程序。例如，使用「gcc -m32 -o myprogram myprogram.c」來編譯32位程序。

需要注意的是，編譯32位程序需要確保目標系統支持32位架構。如果你的目標系統是32位的Windows XP，你可以使用上述方法編譯出能在32位系統上運行的程序；同樣地，對於64位的Windows Vista、32位的Ubuntu和64位的Ubuntu，也可以編譯相應的32位或64位程序。

然而，如果你在老師的題目中遇到困難，可能是因為具體的需求或條件未詳細說明。建議與老師進一步溝通，了解具體的題目要求，以確保正確理解和執行任務。

⑶ c語言的編譯過程是什麼

c語言的編譯過程如下：
1、預處理：預處理過程實際上是處理「#」的過程：#include包含的頭文件直接拷貝到hello.c中；#define定義的宏定義進行替換，同時刪除代碼中沒有的注釋部分。2、編譯：編譯的過程實質上是將高級語言翻譯成機器語言的過程。3、匯編：匯編器是將匯編代碼轉變成機器可以執行的命令，每一個匯編語句幾乎都對應一條機器指令。匯編相對於編譯過程比較簡單，根據匯編指令和機器指令的對照表一一翻譯即可。4、鏈接：就像hello.c中使用到了C標准庫的東西「printf」，但是編譯過程只是將源文件翻譯成二進制文件而已，這個二進制文件還不能直接執行，還需要一個動作：將翻譯成的二進制文件與需要用到的庫綁定在一塊。
補充：編譯過程可分為6步：掃描（詞法分析）、語法分析、語義分析、源代碼優化、代碼生成、目標代碼優化。