1
00:00:07,200 --> 00:00:09,100
[Powered by Google Translate] ROB BOWDEN: Lassen Sie uns über Compiler sprechen.

2
00:00:09,100 --> 00:00:11,490
Bis zu diesem Punkt haben Sie gerade Ihren Quelltext eingegeben in

3
00:00:11,490 --> 00:00:14,260
einige Dateien, schickte sie durch diese großen schwarzen Box, die ist

4
00:00:14,260 --> 00:00:16,890
Clang, und heraus kommt die ausführbare Datei, die funktioniert

5
00:00:16,890 --> 00:00:19,430
genau das, was Sie geschrieben haben in Ihrem Quellcode.

6
00:00:19,430 --> 00:00:22,170
So magisch wie die gewesen ist, werden wir einen genaueren

7
00:00:22,170 --> 00:00:23,590
schauen, was tatsächlich passiert

8
00:00:23,590 --> 00:00:25,220
wenn wir kompilieren eine Datei.

9
00:00:25,220 --> 00:00:28,580
Also, was bedeutet es, etwas zu kompilieren?

10
00:00:28,580 --> 00:00:31,150
>> Nun, in einem sehr allgemeinen Sinn, es bedeutet nur,

11
00:00:31,150 --> 00:00:32,580
Umwandlung Code in einer schriftlichen

12
00:00:32,580 --> 00:00:34,680
Programmiersprache zur anderen.

13
00:00:34,680 --> 00:00:37,550
Aber in der Regel, wenn die Leute sagen, dass sie zu kompilieren etwas, sie

14
00:00:37,550 --> 00:00:39,660
bedeuten sie nehmen es von einer höheren Ebene Programmierung

15
00:00:39,660 --> 00:00:42,460
Sprache auf einem niedrigeren Niveau Programmiersprache.

16
00:00:42,460 --> 00:00:44,960
Diese können wie sehr subjektiv sein.

17
00:00:44,960 --> 00:00:48,090
Zum Beispiel werden Sie wahrscheinlich nicht von C denken, wie einer hohen

18
00:00:48,090 --> 00:00:51,440
Level-Programmiersprache, aber Sie wissen es zu kompilieren.

19
00:00:51,440 --> 00:00:52,730
Aber es ist alles relativ.

20
00:00:52,730 --> 00:00:55,790
Wie wir sehen werden, die Assembler-Code und schließlich Maschine

21
00:00:55,790 --> 00:00:59,270
Code, den wir unten zu kompilieren ist zweifellos ein niedrigeres Niveau

22
00:00:59,270 --> 00:01:00,700
als C.

23
00:01:00,700 --> 00:01:03,310
Obwohl wir mit werden Clang in der heutigen Demonstration,

24
00:01:03,310 --> 00:01:06,360
Viele der Ideen, die hier übertragen auf anderen Compilern.

25
00:01:06,360 --> 00:01:09,160
>> Für Clang gibt es vier Hauptschritte im Gesamtsystem

26
00:01:09,160 --> 00:01:10,200
Zusammenstellung.

27
00:01:10,200 --> 00:01:15,430
Dies sind ein, Vorverarbeitung durch den Präprozessor getan, zwei,

28
00:01:15,430 --> 00:01:19,530
Zusammenstellung durch den Compiler getan, drei, Montage

29
00:01:19,530 --> 00:01:22,010
getan vom Assembler und vier,

30
00:01:22,010 --> 00:01:24,640
Verknüpfung vom Linker getan.

31
00:01:24,640 --> 00:01:27,600
Es kann verwirrend sein, dass einer der Unterschritte des Gesamtsystems

32
00:01:27,600 --> 00:01:30,980
Clang Compiler wird als Compiler, sondern

33
00:01:30,980 --> 00:01:32,530
wir dazu kommen.

34
00:01:32,530 --> 00:01:35,050
Wir werden mit einem einfachen Hallo Welt Programm als Beispiel

35
00:01:35,050 --> 00:01:36,270
in diesem video.

36
00:01:36,270 --> 00:01:38,380
Lassen Sie uns einen Blick.

37
00:01:38,380 --> 00:01:40,330
>> Der erste Schritt ist Vorverarbeitung.

38
00:01:40,330 --> 00:01:42,520
Was macht der Präprozessor tun?

39
00:01:42,520 --> 00:01:45,560
In so ziemlich jedem C Programm, das Sie je gelesen habe oder schriftlicher Form

40
00:01:45,560 --> 00:01:48,310
Sie haben Codezeilen, die mit einem Hash beginnen verwendet.

41
00:01:48,310 --> 00:01:51,730
Ich nenne es Hash, aber man kann auch sagen Pfund, Anzahl

42
00:01:51,730 --> 00:01:53,280
Anmeldung oder scharf.

43
00:01:53,280 --> 00:01:56,840
Eine solche Linie ist eine Präprozessordirektive.

44
00:01:56,840 --> 00:02:00,650
Sie haben wahrscheinlich gesehen # define und # vor beinhalten, aber es

45
00:02:00,650 --> 00:02:03,690
gibt mehrere, die der Präprozessor erkennt.

46
00:02:03,690 --> 00:02:07,340
Fügen wir eine # unsere Hallo Welt Beispiel definieren.

47
00:02:07,340 --> 00:02:11,690
Jetzt lasst uns laufen nur den Präprozessor auf diese Datei.

48
00:02:11,690 --> 00:02:16,150
Durch die Übergabe Clage the-E-Flag, Sie anweist, zu laufen

49
00:02:16,150 --> 00:02:17,880
nur der Präprozessor.

50
00:02:17,880 --> 00:02:19,130
Mal sehen, was passiert.

51
00:02:22,250 --> 00:02:24,020
Es sieht aus wie Clang nur spuckt alles

52
00:02:24,020 --> 00:02:25,200
auf der Kommandozeile.

53
00:02:25,200 --> 00:02:27,800
Um all diese Ausgabe in eine neue Datei namens sparen

54
00:02:27,800 --> 00:02:33,850
hello2.c, wir anhängen> hello2.c auf unseren Befehl.

55
00:02:33,850 --> 00:02:37,800
Werfen wir nun einen Blick auf unsere vorverarbeiteten Datei.

56
00:02:37,800 --> 00:02:40,810
>> Whoa, passiert was unsere kurze kleines Programm?

57
00:02:40,810 --> 00:02:43,890
Wenn wir alle den Weg zum Ende der Datei zu gehen, werden wir sehen,

58
00:02:43,890 --> 00:02:46,070
Teil des Codes, dass wir tatsächlich schrieb.

59
00:02:46,070 --> 00:02:49,800
Beachten Sie, dass der # define-gegangen ist und alle Instanzen des Namens

60
00:02:49,800 --> 00:02:51,950
haben genau das, was wir in festgelegten ersetzt worden

61
00:02:51,950 --> 00:02:53,590
der # define-Zeile.

62
00:02:53,590 --> 00:02:56,530
Also, was sind alle diese typedefs und Funktionsdeklarationen

63
00:02:56,530 --> 00:02:58,140
am Anfang der Datei?

64
00:02:58,140 --> 00:03:00,820
Beachten Sie, dass der # define war nicht der einzige Präprozessor

65
00:03:00,820 --> 00:03:02,390
Richtlinie, die wir angegeben.

66
00:03:02,390 --> 00:03:05,280
Wir haben auch # include stdio.h.

67
00:03:05,280 --> 00:03:09,560
Also alle die verrückten Linien sind eigentlich nur stdio.h kopiert

68
00:03:09,560 --> 00:03:11,810
und in den Anfang der Datei eingefügt.

69
00:03:11,810 --> 00:03:14,110
Das ist, warum Header-Dateien so nützlich für die Funktion sind

70
00:03:14,110 --> 00:03:15,160
Deklarationen.

71
00:03:15,160 --> 00:03:17,740
Statt benötigen zum Kopieren und Einfügen all der Funktion

72
00:03:17,740 --> 00:03:21,050
Deklarationen über die Verwendung am Anfang der Datei, die

73
00:03:21,050 --> 00:03:22,990
Präprozessor kopieren und sie aus dem Header

74
00:03:22,990 --> 00:03:24,140
Datei für Sie.

75
00:03:24,140 --> 00:03:26,480
>> Jetzt, da wir Vorverarbeitung fertig sind, bewegen wir uns auf

76
00:03:26,480 --> 00:03:27,680
Zusammenstellung.

77
00:03:27,680 --> 00:03:30,725
Der Grund nennen wir diesen Schritt Zusammenstellung ist, denn dies ist

78
00:03:30,725 --> 00:03:34,130
der Schritt, wo Clang eigentlich seine Kompilieren nicht von C nach

79
00:03:34,130 --> 00:03:35,370
Assembler-Code.

80
00:03:35,370 --> 00:03:38,280
Um über Clang kompiliert eine Datei auf Montage, aber

81
00:03:38,280 --> 00:03:42,030
weiterhin nicht weiter, geben sie dem Flag-s

82
00:03:42,030 --> 00:03:43,560
auf der Kommandozeile.

83
00:03:43,560 --> 00:03:44,790
Werfen wir einen Blick auf die Montage

84
00:03:44,790 --> 00:03:47,390
Datei, die ausgegeben wurde.

85
00:03:47,390 --> 00:03:49,740
Es sieht aus wie eine ganz andere Sprache.

86
00:03:49,740 --> 00:03:52,660
Assembly-Code ist sehr Prozessor-spezifischen.

87
00:03:52,660 --> 00:03:55,440
In diesem Fall, da die CS50 Gerät ist auf eine laufende

88
00:03:55,440 --> 00:04:00,470
virtuellen x86-Prozessor, ist dies x86-Assembler-Code.

89
00:04:00,470 --> 00:04:03,450
Sehr wenige Menschen schreiben Sie direkt in Assembler-Code in diesen Tagen,

90
00:04:03,450 --> 00:04:06,490
aber jedes C Programm, das Sie jemals schreiben transformiert wird unten

91
00:04:06,490 --> 00:04:07,940
in der Montage.

92
00:04:07,940 --> 00:04:11,440
Wieder nennen wir diesen Schritt der Erstellung des C in Assembler

93
00:04:11,440 --> 00:04:14,170
da es sich von einem höheren Niveau auf ein niedrigeres Niveau gehen

94
00:04:14,170 --> 00:04:15,480
Programmiersprache.

95
00:04:15,480 --> 00:04:17,880
>> Was macht die Montage niedrigeren Niveau als C?

96
00:04:17,880 --> 00:04:21,660
Nun, in der Montage, sind wir sehr in dem, was wir tun können, begrenzt.

97
00:04:21,660 --> 00:04:25,120
Es gibt keine, wenn das, während es für ist, oder Schleifen jeglicher Art.

98
00:04:25,120 --> 00:04:27,560
Aber man kann erreichen, die gleichen Dinge, dass diese Kontrolle

99
00:04:27,560 --> 00:04:30,270
Strukturen bieten die begrenzten Operationen,

100
00:04:30,270 --> 00:04:32,350
Montage vorsieht.

101
00:04:32,350 --> 00:04:35,960
Aber zu sehen, wie niedrige Montage wirklich ist, gehen wir

102
00:04:35,960 --> 00:04:39,320
einen weiteren Schritt in unserer Zusammenstellung, Montage.

103
00:04:39,320 --> 00:04:41,890
Es ist der Assembler die Aufgabe, die Assembler-Code zu transformieren

104
00:04:41,890 --> 00:04:44,740
in das Objekt oder Maschinencode.

105
00:04:44,740 --> 00:04:47,610
Beachten Sie, dass der Monteur nicht der Output Assembly;

106
00:04:47,610 --> 00:04:51,080
statt, dauert es in der Montage-und Ausgänge Maschinencode.

107
00:04:51,080 --> 00:04:54,040
Maschinen-Code ist die eigentliche 1 und 0, dass eine CPU

108
00:04:54,040 --> 00:04:57,290
verstehen, obwohl wir immer noch ein klein wenig Arbeit verlassen

109
00:04:57,290 --> 00:04:59,380
bevor wir laufen unserem Programm.

110
00:04:59,380 --> 00:05:01,400
Lassen Sie montieren unsere Assembler-Code, indem

111
00:05:01,400 --> 00:05:04,080
Clang-c-Flag.

112
00:05:04,080 --> 00:05:06,410
Nun wollen wir sehen, was in dem zusammengebauten Datei.

113
00:05:06,410 --> 00:05:09,220
>> Nun, das nicht hilft uns sehr.

114
00:05:09,220 --> 00:05:11,340
Beachten Sie, dass der Maschinencode die Einsen und Nullen, dass es

115
00:05:11,340 --> 00:05:13,240
Computer verstehen kann.

116
00:05:13,240 --> 00:05:16,080
Das bedeutet nicht, es ist einfach für uns zu verstehen.

117
00:05:16,080 --> 00:05:19,160
So genau, wie niedrig ist die Montage?

118
00:05:19,160 --> 00:05:21,480
Es ist fast identisch mit Objekt-Code.

119
00:05:21,480 --> 00:05:24,300
Gehen von der Montage bis Objekt-Code ist viel mehr ein

120
00:05:24,300 --> 00:05:27,540
Übersetzung als eine Transformation, weshalb

121
00:05:27,540 --> 00:05:29,310
könnte man nicht der Ansicht, die Assembler

122
00:05:29,310 --> 00:05:31,400
noch keine tatsächliche Kompilierung.

123
00:05:31,400 --> 00:05:34,110
In der Tat ist es ziemlich einfach, manuell übersetzen

124
00:05:34,110 --> 00:05:36,050
Montage in Maschinencode.

125
00:05:36,050 --> 00:05:39,040
Mit Blick auf die Anordnung für eine Hauptfunktion, dass erste Zeile

126
00:05:39,040 --> 00:05:42,100
geschieht in hexadezimal 0x55 entsprechen.

127
00:05:42,100 --> 00:05:45,470
In binären, das ist 1010101.

128
00:05:45,470 --> 00:05:49,300
Die zweite Zeile passiert Hexadezimal 0x895 entsprechen.

129
00:05:49,300 --> 00:05:51,290
Und das nächste, 0x56.

130
00:05:51,290 --> 00:05:53,730
Angesichts einer relativ einfache Tabelle, könnte man übersetzen

131
00:05:53,730 --> 00:05:57,130
Montage in dem Code, den Maschinen zu verstehen.

132
00:05:57,130 --> 00:05:58,810
>> So gibt es eine verbleibende Schritt in

133
00:05:58,810 --> 00:06:01,150
Zusammenstellung, die Verknüpfen.

134
00:06:01,150 --> 00:06:04,530
Verknüpfung kombiniert eine Reihe von Objekt-Dateien in eine große Datei

135
00:06:04,530 --> 00:06:06,380
dass Sie tatsächlich auszuführen.

136
00:06:06,380 --> 00:06:08,570
Verlinkung ist sehr abhängig vom Betriebssystem.

137
00:06:08,570 --> 00:06:11,030
Der einfachste Weg, um Clang werde dann verknüpfen Objekt

138
00:06:11,030 --> 00:06:13,920
Dateien zusammen zu Clang auf alle Dateien, die rufen

139
00:06:13,920 --> 00:06:15,190
Sie miteinander zu verknüpfen.

140
00:06:15,190 --> 00:06:18,740
Wenn Sie. Geben o-Dateien, dann wird es nicht erneut zu verarbeiten müssen,

141
00:06:18,740 --> 00:06:21,680
kompilieren, und montieren alle Ihre Source-Code.

142
00:06:21,680 --> 00:06:23,960
Werfen wir einen mathematischen Funktion in unserer Datei, so haben wir

143
00:06:23,960 --> 00:06:25,210
etwas zu verknüpfen in.

144
00:06:34,220 --> 00:06:37,010
Nun wollen wir es kompilieren wieder auf Objekt-Code und

145
00:06:37,010 --> 00:06:38,260
rufen Clang auf sie.

146
00:06:40,560 --> 00:06:41,420
Oops.

147
00:06:41,420 --> 00:06:43,790
Da wir eine mathematische Funktion enthalten, müssen wir in verlinken

148
00:06:43,790 --> 00:06:46,610
die Mathematik-Bibliothek mit-lm.

149
00:06:46,610 --> 00:06:48,990
>> Wenn wir miteinander zu verknüpfen Haufen wollte. O Dateien, die wir

150
00:06:48,990 --> 00:06:51,420
schrieb am eigenen, würden wir nur angeben, sie alle auf die

151
00:06:51,420 --> 00:06:52,460
Befehlszeile.

152
00:06:52,460 --> 00:06:55,320
Die Einschränkung ist, dass nur eine dieser Dateien müssen

153
00:06:55,320 --> 00:06:57,790
tatsächlich geben Sie eine Hauptfunktion, da sonst die

154
00:06:57,790 --> 00:06:59,930
resultierende ausführbare Datei würde nicht wissen, wo ich anfangen soll

155
00:06:59,930 --> 00:07:00,910
Ihren Code ausführen.

156
00:07:00,910 --> 00:07:03,360
Was ist der Unterschied zwischen der Angabe einer Datei in verlinken

157
00:07:03,360 --> 00:07:06,600
mit-l und nur die Angabe einer Datei direkt?

158
00:07:06,600 --> 00:07:07,440
Nichts.

159
00:07:07,440 --> 00:07:09,850
Es ist nur so, dass Clang genau das, was Datei kennen passiert

160
00:07:09,850 --> 00:07:12,560
so etwas wie-lm Fall zu beziehen.

161
00:07:12,560 --> 00:07:14,700
Wenn Sie diese Datei wussten Sie, können Sie angeben, es

162
00:07:14,700 --> 00:07:15,930
ausdrücklich.

163
00:07:15,930 --> 00:07:18,990
Denken Sie daran, dass all-l-Flags am Ende kommen müssen

164
00:07:18,990 --> 00:07:20,770
Ihrer Nachfrage der Kunden.

165
00:07:20,770 --> 00:07:22,300
>> Und das ist alles dort ist zu ihm.

166
00:07:22,300 --> 00:07:24,940
Wenn Sie gerade laufen Clang auf einige Dateien, das ist, was es ist

167
00:07:24,940 --> 00:07:26,350
eigentlich tun.

168
00:07:26,350 --> 00:07:29,490
Mein Name ist Rob Bowden, und dies ist CS50.