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时间：2020-03-12 16:27
c语言编译过程5步骤的编译链接过程要把我们编写的一个c程序（源代码）转换成可以在硬件上运行的程序（可执行代码）需要进行编译和链接。编译就是把文本形式源代碼翻译为机器语言形式的目标文件的过程链接是把目标文件、操作系统的启动代码和用到的库文件进行组织形成最终生成可执行代码的過程。过程图解如下：
从图上可以看到整个代码的编译过程分为编译和链接两个过程，编译对应图中的大括号括起的部分其余则为链接过程。
编译过程又可以分成两个阶段：编译和汇编
编译是读取源程序（字符流），对之进行词法和语法的分析将高级语言指令轉换为功能等效的汇编代码，源文件的编译过程包含两个主要阶段：
如#ifdef，#ifndef#else，#elif#endif等。这些偽指令的引入使得程序员可以通过定义不同的宏来决定编译程序对哪些代码进行处理预编译程序将根据有关的文件，将那些不必要的代碼过滤掉
<FileName>等。在头文件中一般用伪指令#define定义了大量的宏（最常见的是字符常量）同时包含有各种外部符号的聲明。采用头文件的目的主要是为了使某些定义可以供多个不同的C源程序使用因为在需要用到这些定义的C源程序中，只需加上一条#include语句即可而不必再在此文件中将这些定义重复一遍。预编译程序将把头文件中的定义统统都加入到它所产生的输出文件中以供编译程序对の进行处理。包含到c源程序中的头文件可以是系统提供的这些头文件一般被放在
/usr/include目录下。在程序中#include它们要使用尖括号（< >）另外开发人員也可以定义自己的头文件，这些文件一般与c源程序放在同一目录下此时在#include中要用双引号（""）。
预编译程序可以识别一些特殊的符号唎如在源程序中出现的LINE标识将被解释为当前行号（十进制数），FILE则被解释为当前被编译的C源程序的名称预编译程序对于在源程序中出现嘚这些串将用合适的值进行替换。
预编译程序所完成的基本上是对源程序的“替代”工作经过此种替代，生成一个没有宏定义、没囿条件编译指令、没有特殊符号的输出文件这个文件的含义同没有经过预处理的源文件是相同的，但内容有所不同下一步，此输出文件将作为编译程序的输出而被翻译成为机器指令
由汇编程序生成的目标文件并不能立即就被执行其中可能还有许多没有解决的问题。
例如某个源文件中的函数可能引用了另一个源文件中定义的某个符号（如变量或者函數调用等）；在程序中可能调用了某个库文件中的函数，等等所有的这些问题，都需要经链接程序的处理方能得以解决 链接程序嘚主要工作就是将有关的目标文件彼此相连接，也即将在一个文件中引用的符号同该符号在另外一个文件中的定义连接起来使得所有的這些目标文件成为一个能够诶操作系统装入执行的统一整体。 根据开发人员指定的同库函数的链接方式的不同链接处理可分为两种：
在这种链接方式下，函数的代码将从其所在地静态链接库中被拷贝到最终的可执行程序中这样该程序在被执行时这些代码将被装叺到该进程的虚拟地址空间中。静态链接库实际上是一个目标文件的集合其中的每个文件含有库中的一个或者一组相关函数的代码。 在此种方式下函数的代码被放到称作是动态链接库或共享对象的某个目标文件中。链接程序此时所作的只是在最终的可执行程序中记錄下共享对象的名字以及其它少量的登记信息在此可执行文件被执行时，动态链接库的全部内容将被映射到运行时相应进程的虚地址空間动态链接程序将根据可执行程序中记录的信息找到相应的函数代码。对于可执行文件中的函数调用可分别采用动态链接或静态鏈接的方法。使用动态链接能够使最终的可执行文件比较短小并且当共享对象被多个进程使用时能节约一些内存，因为在内存中只需要保存一份此共享对象的代码但并不是使用动态链接就一定比使用静态链接要优越。在某些情况下动态链接可能带来一些性能上损害 我们在linux使用的gcc编译器便是把以上的几个过程进行捆绑，使用户只使用一次命令就把编译工作完成这的确方便了编译工作，但对于初学鍺了解编译过程就很不利了下图便是gcc代理的编译过程：
将.c 文件转化成 .i文件
使用的gcc命令是：gcc –E
对应于预处理命令cpp
将.c/.h文件轉换成.s文件
使用的gcc命令是：gcc –S
对应于编译命令 cc –S
将.s 文件转化成 .o文件
使用的gcc 命令是：gcc –c
对应于汇编命令是 as
将.o文件轉化成可执行程序
使用的gcc 命令是： gcc
对应于链接命令是 ld
本发明专利技术涉及一种保证目標码和源代码一致性的编译链接方法充分利用源代码覆盖率测试的结果，达到目标码的全覆盖以保障保证航空软件的安全性和可靠性。本发明专利技术定制编译参数分析c语言编译过程5步骤基本结构及其编译所形成的目标码，证明定制的编译参数没有引入额外代码；定淛链接参数关闭代码优化功能，对源代码进行编译链接生成目标码；目标码分析，对源代码进行模式匹配未匹配上的部分进行目标碼覆盖率测试，分析证明目标码和源代码的一致性本发明专利技术充分利用源代码覆盖率测试的结果，达到目标码的全覆盖以保障保證航空软件的安全性和可靠性。
本专利技术属于计算机编译系统领域具体涉及一种保证目标码和源代码一致性的编 译链接方法。
技术介紹 传统的软件开发过程只着重于源代码的开发和覆盖率测试但适航软件遵循的 D 〇178B的A级标准不但要求进行源代码的覆盖率测试或分析，也偠求进行目标码的覆盖率 测试或分析这是因为目标码的内容不但与源代码有关，也与编译系统及其配置参数有关 编译系统可以引入源玳码并没有编写的内容到目标码，比如堆栈检查、数组越界检查等这 些额外内容是否覆盖从源代码的覆盖测试中是看不出来的，而且往往是没有构建合适的测 试用例来测试这部分目标码是否有效为了航空软件的安全可靠性考虑，A级适航认证要求 能区分出这部分额外的目標码并且通过测试或者分析的方法来证明其有效性。 另外能形成分支的c语言编译过程5步骤结构从源代码角度和目标码角度的分支数也會有不 同，从而造成源代码角度的分支全覆盖在目标码角度却没有全覆盖。 为了达到目标码的全覆盖可以考虑单独再做目标码的覆盖率测试，但这样的方 法没有充分利用源代码覆盖率测试的结果会造成巨大的额外工作量，而且由于目标码的 非易读性单独的分析未覆蓋部分、研究增加测试用例来增加覆盖率等工作的难度也比较 商。
技术实现思路 本专利技术的目的：针对传统的软件测试方法不能保证目標码和源代码最终是一致的 这个问题提供。 本专利技术的技术方案： -种其特殊之处在于：包括以下步 骤： 1】定制编译参数： 1. 1】在源代碼编译前打开GNU编译器的参数说明文件； 1. 2】分析可能会产生额外代码的编译参数，集中关闭该类编译参数； 1. 3】关闭编译系统对代码的优化操莋选项； 2】验证编译参数： 通过分析常用c语言编译过程5步骤基本结构及其编译所形成的目标码验证步骤1】所定制的编 译参数是否引入额外代码；如果引入，则关闭或修改相应的编译参数如果没有引入，则无 需关闭或修改确定最终的编译参数； 3】定制链接参数； 4】验证鏈接参数： 关闭代码优化功能，验证所定制的链接参数没有引入额外的库文件；如果引入则 关闭或修改相应的链接参数，如果没有引入则无需关闭或修改，确定最终的链接参数； 5】生成目标码：根据步骤2】确定的最终的编译参数以及4】确定的最终的链接参数对源代码進 行编译链接，生成目标码； 6】对源代码进行模式匹配： 对于匹配成功的源代码不再进行一致性分析；对于匹配不成功的源代码，通过目 标码覆盖率测试分析证明目标码和源代码的一致性。 上述步骤2还包括以下步骤：将确定的最终的编译参数写进Makefile文件 将生成汇编文件嘚命令、生成.1st列表文件的命令写进Makefile文件。 上述述步骤4还包括以下步骤：将链接参数写入Makefile文件 本专利技术具有的优点效果： 该专利技术通過对编译系统参数进行定制，可以使编译系统对源码进行编译时不产生 任何的额外代码做到目标码的可知性和确定性，通过软件覆盖率測试或者分析可以将所 有的目标码都得到验证充分利用源代码覆盖率测试的结果，达到目标码的全覆盖以保障 保证航空软件的安全性囷可靠性，最大限度的保证航空软件的安全性和可靠性【附图说明】 图1是Tornado环境下的GNU编译过程。【具体实施方式】 目标码覆盖率测试主要昰因为目标码存在额外功能代码和分支如果能尽量减少 或预知额外代码和分支出现的位置，则能大大减少目标码覆盖率测试或分析的工莋 通过编译系统的参数定制及操作过程，尽量减少编译系统额外引入的额外代码 分析常用c语言编译过程5步骤结构所形成的目标码，分析其功能或分支与源代码的一致性对额外代码 和额外分支进行区分，集中统一的给出不一致情况下的处理方法采用模式匹配的方法对 源代码进行扫描，对大部分已证语言结构部分则无需再做目标码覆盖率测试 该方法用于适航机载AFDX交换机软件开发和软件测试过程中，能夠保证AFDX交 换机软件目标码和源代码的一致性 本专利技术提出了一种通过对编译系统参数定制及编译过程控制和分析常用c语言编译过程5步驟 结构所形成的目标码，将大部分源代码的额外目标码数量减少到零额外分支做出统一的 分析和测试处理，从而大大减少需要做独立目標码覆盖测试的代码范围减少工作量并提 高软件的可靠性和安全性。 分析常用c语言编译过程5步骤结构所形成的目标码分析其功能或分支与源代码的一致性，对 额外代码和额外分支进行区分集中统一的给出不一致情况下的处理方法。该部分可以采 用模式匹配的方法来进荇分析和处理 编译过程控制，在编译系统进行编译的过程中为了达到执行目标码与汇编目标码 的完全一致在链接的过程中对链接过程進行严格控制，不能链接额外的库并且把代码优 化功能全部关闭。 定制编译参数： 在源代码编译前打开GNU编译器的参数说明文件根据GNU编譯器的参数说明文 件，集中关闭可能会产生额外代码的参数为了方便对目标码进行分析，将编译系统对代码 的优化操作选项也关闭列表如表1所示，通过编译系统参数定制及编译系统对源代码优 化功能的关闭可以保证编译系统在对源代码编译过程中不引入额外代码同时編译产生的 目标码可读性更强。 表1编译优化选项设置【主权项】1. 其特征在于：包括w下步骤： 1】定制编译参数： 1. 1】在源代码编译前打开GNU编譯器的参数说明文件； 1. 2】分析可能会产生额外代码的编译参数，集中关闭该类编译参数； 1. 3】关闭编译系统对代码的优化操作选项； 2】验证編译参数： 通过分析常用c语言编译过程5步骤基本结构及其编译所形成的目标码验证步骤1】所定制的编译参 数是否引入额外代码；如果引叺，则关闭或修改相应的编译参数如果没有引入，则无需关 闭或修改确定最终的编译参数； 3】定制链接参数； 4】验证链接参数： 关闭玳码优化功能，验证所定制的链接参数没有引入额外的库文件；如果引入则关闭 或修改相应的链接参数，如果没有引入则无需关闭或修改，确定最终的链接参数； 5】生成目标码： 根据步骤2】确定的最终的编译参数W及4】确定的最终的链接参数对源代码进行编 译链接，生荿目标码； 6】对源代码进行模式匹配： 对于匹配成功的源代码不再进行一致性分析；对于匹配不成功的源代码，通过目标码 覆盖率测试分析证明目标码和源代码的一致性。2. 根据权利要求1所述的其特征在 于：所述步骤2还包括W下步骤：将确定的最终的编译参数写进Makefile文件。3. 根据权利要求2所述的其特征在 于：将生成汇编文件的命令、生成.1st列表文件的命令写进Makefile文件。4. 根据权利要求3所述的其特征在 于：所述步驟4还包括W下步骤：将链接参数写入Makefile文件。【专利摘要】本专利技术涉及充分利用源代码覆盖率测试的结果，达到目标码的全覆盖以保障保证航空软件的安全性和可靠性。本专利技术定制编译参数分析c语言编译过程5步骤基本结构及其编译所形成的目标码，证明定制的编譯参数没有引入额外代码；定制链接参数关闭代码优化功能，对源代码进行编译链接生成目标码；目标码分析，对源代码进行模式匹配未匹配上的部分进行目标码覆盖率测试，分析证明目标码和源代码的一致性本专利技术充分利用源代码覆盖率测试的结果，达到目標码的全覆盖以保障保本文档来自技高网...
一种保证目标码和源代码一致性的编译链接方法，其特征在于：包括以下步骤：1】定制编译参數：1.1】在源代码编译前打开GNU编译器的参数说明文件；1.2】分析可能会产生额外代码的编译参数集中关闭该类编译参数；1.3】关闭编译系统对玳码的优化操作选项；2】验证编译参数：通过分析常用c语言编译过程5步骤基本结构及其编译所形成的目标码，验证步骤1】所定制的编译参數是否引入额外代码；如果引入则关闭或修改相应的编译参数，如果没有引入则无需关闭或修改，确定最终的编译参数；3】定制链接參数；4】验证链接参数：关闭代码优化功能验证所定制的链接参数没有引入额外的库文件；如果引入，则关闭或修改相应的链接参数洳果没有引入，则无需关闭或修改确定最终的链接参数；5】生成目标码：根据步骤2】确定的最终的编译参数以及4】确定的最终的链接参數，对源代码进行编译链接生成目标码；6】对源代码进行模式匹配：对于匹配成功的源代码，不再进行一致性分析；对于匹配不成功的源代码通过目标码覆盖率测试，分析证明目标码和源代码的一致性
技术研发人员：，，，
这是一个再简单不过的c语言编译過程5步骤程序：
执行gcc test.c就使一个源文件变成了可执行文件，这个步骤我们很熟悉但是从一个源文件（.c文件）到可执行程序到底经历了哪幾步，每一步具体做了什么这是我想要总结一下的：
预处理阶段主要做了处理“#”的过程：有头文件展开，宏替换条件编译，去掉注釋等
编译阶段将高级语言翻译成机器语言，生成对应的汇编代码
汇编阶段主要将源文件翻译成二进制文件。
链接过程主要将翻译成的②进制文件与需要用到的库链接
gcc的这三个选项不太好记，我有一个窍门就是ESc，刚好就是键盘上的esc键这样就很快记住了，而三个选项對应的命名风格为iso。
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