1
00:00:07,200 --> 00:00:09,100
[Powered by Google Translate] ROB BOWDEN: Låt oss tala om kompilatorer.

2
00:00:09,100 --> 00:00:11,490
Fram till denna punkt, har du skrivit bara upp din källkod till

3
00:00:11,490 --> 00:00:14,260
några filer, skickade dem genom denna stora svarta lådan som är

4
00:00:14,260 --> 00:00:16,890
Klang, och ut kommer din körbar fil som gör

5
00:00:16,890 --> 00:00:19,430
exakt vad du skrev i din källkod.

6
00:00:19,430 --> 00:00:22,170
Så magiskt som det har varit, vi ska ta en närmare

7
00:00:22,170 --> 00:00:23,590
titta på vad som faktiskt händer

8
00:00:23,590 --> 00:00:25,220
När vi sammanställer en fil.

9
00:00:25,220 --> 00:00:28,580
Så vad betyder det att sammanställa något?

10
00:00:28,580 --> 00:00:31,150
>> Jo, i den mest allmänna mening, det betyder bara

11
00:00:31,150 --> 00:00:32,580
omvandla kod skriven i ett

12
00:00:32,580 --> 00:00:34,680
programmering språk till ett annat.

13
00:00:34,680 --> 00:00:37,550
Men oftast när folk säger att de sammanställa något, de

14
00:00:37,550 --> 00:00:39,660
menar de tar det från en högre nivå programmering

15
00:00:39,660 --> 00:00:42,460
språk till en lägre nivå programmeringsspråk.

16
00:00:42,460 --> 00:00:44,960
Dessa kan tyckas mycket subjektiva termer.

17
00:00:44,960 --> 00:00:48,090
Till exempel har du förmodligen tänker inte på C som en hög

18
00:00:48,090 --> 00:00:51,440
nivå programmeringsspråk, men du kompilera den.

19
00:00:51,440 --> 00:00:52,730
Men det är alla relativa.

20
00:00:52,730 --> 00:00:55,790
Som vi ser det assemblerkod och så småningom maskin

21
00:00:55,790 --> 00:00:59,270
kod som vi sammanställer om är onekligen en lägre nivå

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

23
00:01:00,700 --> 00:01:03,310
Även om vi kommer att använda klang i dagens demonstration, en

24
00:01:03,310 --> 00:01:06,360
många av de idéer här föra över till andra kompilatorer.

25
00:01:06,360 --> 00:01:09,160
>> För klang, finns det fyra viktiga steg i den totala

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

27
00:01:10,200 --> 00:01:15,430
Det är en, förbehandling görs av preprocessor, två,

28
00:01:15,430 --> 00:01:19,530
sammanställning görs av kompilatorn, tre, montering

29
00:01:19,530 --> 00:01:22,010
görs av montören, och fyra,

30
00:01:22,010 --> 00:01:24,640
länkning utförs av linkern.

31
00:01:24,640 --> 00:01:27,600
Det kan vara förvirrande att en av delstegen i den övergripande

32
00:01:27,600 --> 00:01:30,980
Klang kompilatorer kallas kompilator, men

33
00:01:30,980 --> 00:01:32,530
Vi kommer till det.

34
00:01:32,530 --> 00:01:35,050
Vi kommer att använda ett enkelt Hello World program som vårt exempel

35
00:01:35,050 --> 00:01:36,270
hela den här videon.

36
00:01:36,270 --> 00:01:38,380
Låt oss ta en titt.

37
00:01:38,380 --> 00:01:40,330
>> Det första steget är förbehandling.

38
00:01:40,330 --> 00:01:42,520
Vad gör preprocessorn?

39
00:01:42,520 --> 00:01:45,560
I stort sett varje C-program du någonsin läst eller skrivit,

40
00:01:45,560 --> 00:01:48,310
du har använt kodrader som börjar med en hash.

41
00:01:48,310 --> 00:01:51,730
Jag kallar det hash, men du kan också kalla det pounds, antal

42
00:01:51,730 --> 00:01:53,280
underteckna, eller skarp.

43
00:01:53,280 --> 00:01:56,840
En sådan linje är en preprocessor direktiv.

44
00:01:56,840 --> 00:02:00,650
Du har säkert sett # define och # include innan, men det

45
00:02:00,650 --> 00:02:03,690
finns flera mer att preprocessorn känner igen.

46
00:02:03,690 --> 00:02:07,340
Låt oss lägga till en # define till vår hallå världen exempel.

47
00:02:07,340 --> 00:02:11,690
Nu ska vi bara köra preprocessorn i detta ärende.

48
00:02:11,690 --> 00:02:16,150
Genom att skicka clage-E flaggan, du instruerar den att köra

49
00:02:16,150 --> 00:02:17,880
bara förbehandlaren.

50
00:02:17,880 --> 00:02:19,130
Låt oss se vad som händer.

51
00:02:22,250 --> 00:02:24,020
Det ser ut som klang bara spottar ut allt

52
00:02:24,020 --> 00:02:25,200
på kommandoraden.

53
00:02:25,200 --> 00:02:27,800
För att spara allt av denna produktion till en ny fil som heter

54
00:02:27,800 --> 00:02:33,850
hello2.c, vi lägga> hello2.c till vårt kommando.

55
00:02:33,850 --> 00:02:37,800
Nu ska vi ta en titt på vår förbehandlade fil.

56
00:02:37,800 --> 00:02:40,810
>> Oj, vad hände med våra kort litet program?

57
00:02:40,810 --> 00:02:43,890
Om vi ​​går hela vägen till botten av denna fil, vi får se

58
00:02:43,890 --> 00:02:46,070
en del av den kod som vi faktiskt skrev.

59
00:02:46,070 --> 00:02:49,800
Observera att # define är borta och alla förekomster av namn

60
00:02:49,800 --> 00:02:51,950
har ersatts med exakt vad vi specificeras i

61
00:02:51,950 --> 00:02:53,590
den # define linjen.

62
00:02:53,590 --> 00:02:56,530
Så vad är alla dessa typedefs och förklaringar funktion

63
00:02:56,530 --> 00:02:58,140
längst upp i filen?

64
00:02:58,140 --> 00:03:00,820
Observera att # define var inte den enda preprocessor

65
00:03:00,820 --> 00:03:02,390
direktiv som vi angett.

66
00:03:02,390 --> 00:03:05,280
Vi har även inkludera # stdio.h.

67
00:03:05,280 --> 00:03:09,560
Så alla de galna linjer är egentligen bara stdio.h kopieras

68
00:03:09,560 --> 00:03:11,810
och klistras in i toppen av denna fil.

69
00:03:11,810 --> 00:03:14,110
Det är därför huvudfiler är så användbart för funktion

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

71
00:03:15,160 --> 00:03:17,740
Istället för att behöva kopiera och klistra in hela funktionen

72
00:03:17,740 --> 00:03:21,050
deklarationer du tänker använda på toppen av din fil,

73
00:03:21,050 --> 00:03:22,990
preprocessorn kommer att kopiera och klistra in dem från huvudet

74
00:03:22,990 --> 00:03:24,140
fil för dig.

75
00:03:24,140 --> 00:03:26,480
>> Nu när vi är klara förbehandling flyttar vi till

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

77
00:03:27,680 --> 00:03:30,725
Anledningen till att vi kallar detta steg sammanställning är att det är

78
00:03:30,725 --> 00:03:34,130
steget där klang faktiskt gör sitt sammanställa från C till

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

80
00:03:35,370 --> 00:03:38,280
För att få klang kompilera en fil ned till montering, men

81
00:03:38,280 --> 00:03:42,030
fortsätta längre, förbi den-S flaggan

82
00:03:42,030 --> 00:03:43,560
på kommandoraden.

83
00:03:43,560 --> 00:03:44,790
Låt oss ta en titt på församlingen

84
00:03:44,790 --> 00:03:47,390
fil som matas ut.

85
00:03:47,390 --> 00:03:49,740
Det ser ut som en helt annan språk.

86
00:03:49,740 --> 00:03:52,660
Assemblerkod är mycket processorn specifik.

87
00:03:52,660 --> 00:03:55,440
I detta fall, eftersom CS50 maskinen körs på en

88
00:03:55,440 --> 00:04:00,470
virtuell x86-processor, detta x86 assemblerkod.

89
00:04:00,470 --> 00:04:03,450
Mycket få människor skriva direkt i Assembler dessa dagar,

90
00:04:03,450 --> 00:04:06,490
men varje C-program du någonsin skriver blir transformeras ner

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

92
00:04:07,940 --> 00:04:11,440
Återigen, vi kallar detta steg sammanställningen av C i monteringen

93
00:04:11,440 --> 00:04:14,170
eftersom vi kommer från en högre nivå till en lägre nivå

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

95
00:04:15,480 --> 00:04:17,880
>> Vad gör monteringen lägre nivå än C?

96
00:04:17,880 --> 00:04:21,660
Tja, i monteringen, är vi mycket begränsade i vad vi kan göra.

97
00:04:21,660 --> 00:04:25,120
Det finns inga IF: s, medan är, för det eller öglor av något slag.

98
00:04:25,120 --> 00:04:27,560
Men du kan åstadkomma samma saker som dessa styr

99
00:04:27,560 --> 00:04:30,270
strukturer erbjuder hjälp de begränsade operationer som

100
00:04:30,270 --> 00:04:32,350
montering faktiskt tillhandahåller.

101
00:04:32,350 --> 00:04:35,960
Men att se hur låg montering egentligen är, låt oss gå

102
00:04:35,960 --> 00:04:39,320
ytterligare ett steg i vår sammanställning, montering.

103
00:04:39,320 --> 00:04:41,890
Det är assembler uppgift att omvandla assemblerkod

104
00:04:41,890 --> 00:04:44,740
i objekt eller maskinkod.

105
00:04:44,740 --> 00:04:47,610
Kom ihåg att montören inte utgång montering;

106
00:04:47,610 --> 00:04:51,080
snarare, tar det i montering och utgångar maskinkod.

107
00:04:51,080 --> 00:04:54,040
Maskinkod är den verkliga 1 s och 0 är att en CPU kan

108
00:04:54,040 --> 00:04:57,290
förstå, även om vi fortfarande har en liten bit av arbete kvar

109
00:04:57,290 --> 00:04:59,380
innan vi kan köra vårt program.

110
00:04:59,380 --> 00:05:01,400
Låt oss samla våra assemblerkod genom att

111
00:05:01,400 --> 00:05:04,080
Klang-c flaggan.

112
00:05:04,080 --> 00:05:06,410
Låt oss nu se vad som finns i den monterade filen.

113
00:05:06,410 --> 00:05:09,220
>> Tja, hjälper det inte oss mycket.

114
00:05:09,220 --> 00:05:11,340
Kom ihåg att maskinen koden är ettor och nollor som

115
00:05:11,340 --> 00:05:13,240
datorn kan förstå.

116
00:05:13,240 --> 00:05:16,080
Det betyder inte att det är lätt för oss att förstå.

117
00:05:16,080 --> 00:05:19,160
Så exakt hur låg nivå är monteringen?

118
00:05:19,160 --> 00:05:21,480
Det är nästan identiskt med objektkod.

119
00:05:21,480 --> 00:05:24,300
Att gå från montering till objektkod är mycket mer av en

120
00:05:24,300 --> 00:05:27,540
översättning än en omvandling, vilket är anledningen till

121
00:05:27,540 --> 00:05:29,310
en kanske inte anser att montören att

122
00:05:29,310 --> 00:05:31,400
göra någon faktisk kompilerar.

123
00:05:31,400 --> 00:05:34,110
I själva verket är det ganska lätt att manuellt översätta från

124
00:05:34,110 --> 00:05:36,050
montering till maskinkod.

125
00:05:36,050 --> 00:05:39,040
Man tittar på sammansättningen för en huvudfunktion, att första raden

126
00:05:39,040 --> 00:05:42,100
råkar motsvara hexadecimala 0x55.

127
00:05:42,100 --> 00:05:45,470
I binär, det är 1.010.101.

128
00:05:45,470 --> 00:05:49,300
Den andra raden råkar motsvara hexadecimalt 0x895.

129
00:05:49,300 --> 00:05:51,290
Och nästa, 0x56.

130
00:05:51,290 --> 00:05:53,730
Med tanke på en relativt enkel tabell, kan du översätta

131
00:05:53,730 --> 00:05:57,130
enheten i den kod som maskiner kan förstå också.

132
00:05:57,130 --> 00:05:58,810
>> Så det finns en kvarvarande steg i

133
00:05:58,810 --> 00:06:01,150
sammanställning, som länkning.

134
00:06:01,150 --> 00:06:04,530
Länkning kombinerar ett gäng objektfiler till ett stor fil

135
00:06:04,530 --> 00:06:06,380
att du faktiskt kan köra.

136
00:06:06,380 --> 00:06:08,570
Länkning är mycket systemberoende.

137
00:06:08,570 --> 00:06:11,030
Så det enklaste sättet att få klang att bara koppla objekt

138
00:06:11,030 --> 00:06:13,920
filer tillsammans är att ringa klang på alla filer som

139
00:06:13,920 --> 00:06:15,190
du vill länka samman.

140
00:06:15,190 --> 00:06:18,740
Om du anger. O-filer, då det inte kommer att behöva bearbeta,

141
00:06:18,740 --> 00:06:21,680
sammanställa och montera all din källkod.

142
00:06:21,680 --> 00:06:23,960
Låt oss kasta en matematisk funktion i vår fil, så vi har

143
00:06:23,960 --> 00:06:25,210
något att koppla in

144
00:06:34,220 --> 00:06:37,010
Nu ska vi sammanställa det tillbaka ner till objektkod och

145
00:06:37,010 --> 00:06:38,260
kalla klang på det.

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

147
00:06:41,420 --> 00:06:43,790
Eftersom vi ingår en matematisk funktion måste vi knyta i

148
00:06:43,790 --> 00:06:46,610
matten biblioteket med-LM.

149
00:06:46,610 --> 00:06:48,990
>> Om vi ​​ville knyta ihop gäng. O filer som vi

150
00:06:48,990 --> 00:06:51,420
skrev på egen hand, skulle vi ange bara dem alla på

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

152
00:06:52,460 --> 00:06:55,320
Begränsningen är att endast en av dessa filer måste

153
00:06:55,320 --> 00:06:57,790
faktiskt specificera en huvudfunktion, annars

154
00:06:57,790 --> 00:06:59,930
resulterande körbara inte vet var du ska börja

155
00:06:59,930 --> 00:07:00,910
kör din kod.

156
00:07:00,910 --> 00:07:03,360
Vad är skillnaden mellan att ange en fil att länka in

157
00:07:03,360 --> 00:07:06,600
med-l och bara ange en fil direkt?

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

159
00:07:07,440 --> 00:07:09,850
Det är bara att klang råkar veta exakt vad fil

160
00:07:09,850 --> 00:07:12,560
något som-LM råkar referera till.

161
00:07:12,560 --> 00:07:14,700
Om du visste att filen själv, kan du ange det

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

163
00:07:15,930 --> 00:07:18,990
Kom bara ihåg att alla-l flaggor måste komma i slutet

164
00:07:18,990 --> 00:07:20,770
av din klient efterfrågan.

165
00:07:20,770 --> 00:07:22,300
>> Och det är allt som finns till den.

166
00:07:22,300 --> 00:07:24,940
När du bara köra klang på vissa filer, det är vad det är

167
00:07:24,940 --> 00:07:26,350
faktiskt gör.

168
00:07:26,350 --> 00:07:29,490
Mitt namn är Rob Bowden, och detta är CS50.