【面经笔记】操作系统：编译过程

C++从源代码到可执行文件经过了哪些过程？

• 预处理：

  将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义。
  处理预编译指令。
  删除所有注释 “//”和”/* */”。
  添加行号和文件标识，以便编译时产生调试用的行号及编译错误警告行号。
  保留所有的#pragma编译器指令，因为编译器需要使用它们。

• 编译：

  编译过程就是把预处理完的文件生成相应汇编代码。

• 汇编

  汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的命令，生成目标文件。每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。汇编相对于编译过程比较简单。

• 链接

  通过调用链接器来链接程序运行需要的一大堆目标文件，以及所依赖的其它库文件，最后生成可执行文件。

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链接详细过程

链接分为静态链接和动态链接。

链接器的作用是分离编译，我们不需要将大型应用程序组织为巨大的源文件，可以把它分解为更小、更好管理的模块，可以独立地修改和编译这些模块。

链接器主要完成两个任务：

1 符号解析：将每个符号引用和符号的定义联系起来。

2 重定位：链接器生成地址从0开始的代码和数据节。把每个符号定义与一个存储位置联系起来，然后修改对符号的引用，使得它们指向这个存储位置。

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符号解析：（解释static和extern）

每个可重定位目标模块m都有一个符号表:存放函数和变量的名称，地址，大小，类型等等。

不同模块或不用函数的static变量在链接过程中会被修饰为不同的符号名，编译器在.Data节（已初始化全局变量）和.bss节（未初始化全局变量）中为每个定义分配空间，并在符号表中创建一个有唯一名字的本地链接器符号。
在链接过程中，链接器上下文中有三种不同的符号：

• 模块m定义的全局符号：非静态函数和非静态全局变量；

• 模块m引用的其他模块定义的全局符号：extern等外部符号修饰的函数和变量； 交由链接器处理，在其他模块查找其定义。

• 模块m定义和引用的本地符号：对于带static修饰的函数和全局变量。 编译器在.Data（已初始化全局变量）和.bss（未初始化全局变量）中为每个定义分配空间，并在符号表中创建一个有唯一名字的本地链接器符号 。

（符号表不包含对本地非静态局部变量的任何符号，这些符号在栈中被管理）

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操作系统在运行一个程序背后会有哪些流程？

一个典型的程序的运行步骤大致如下：

1，操作系统创建进程（装载了），shell调用名为加载器的函数，它拷贝可执行文件中的代码和数据到存储器。然后将控制权交给程序的入口，即运行时库(CRT,C run-time library)的入口函数：

（1）mainCRTStartup（或 wmainCRTStartup） //使用 /SUBSYSTEM:CONSOLE 的应用程序

（2）WinMainCRTStartup（或 wWinMainCRTStartup）//使用 /SUBSYSTEM:WINDOWS 的应用程序

（3）_DllMainCRTStartup //调用 DllMain（如果存在），DllMain 必须用 __stdcall 来定义

在默认情况下，如果你的程序中使用的是main()或_main()函数，这连接器会将你的使用（1）中的函数连接到你的exe中；如果你的函数是以WinWain（）函数开始的则连接器使用（2）中的函数连接进exe中；如果我们写的是DLL程序这连接进DLL的是（3）中的函数。

http://tommy.blog.51cto.com/113624/1850755
http://blog.csdn.net/jofranks/article/details/8007267

2，入口函数对运行库和程序运行环境进行初始化，包括堆、I/O、线程、全局变量构造等等。

3，入口函数在完成这些初始化之后，调用main函数，正式开始执行程序的主体部分。

4，main函数执行完成后，返回到入口函数，入口函数进行清理工作，包括全局变量析构、堆销毁、关闭I/O等，然后进行系统调用来结束进程。