深入研究C语言 第一篇

一． 研究过程

1.第一章：创建编译环境：

我们首先下载TC2.0，找到其中与编译连接相关的程序和文件：

（1） 编译器：TCC.exe

（2） 连接器：tllike.exe

（3） 相关文件：c0s.obj、cs.lib、emu.lib、maths.lib

将文件放在C:C目录下。

编写程序测试我们的编译环境：

在这里我们看到，程序被正常的编译。生成了.exe文件。并且可以正确执行。

当然，在TC中，c0s.obj、cs.lib、emu.lib、maths.lib这四个文件时在TC目录下的lib文件夹下，但是我们如果将lib文件夹直接放入C：C目录下，程序在编译的时候会提示：

C0s.obj:Unable to open file

这是因为，TCC没有找到lib目录下的c0s.obj文件，我们可以推知，TCC默认在寻找文件的时候只在自己同层的目录下寻找。

在这里我们发现，我们只用了TCC，并没有用到TLINK。那TLINK的作用是什么呢？

我们删除TLINK。然后进行编译连接的工作。我们看到：

我们看到，ＴＬＩＮＫ其实是被ＴＣＣ调用实现功能的。

书中的解释是：TCC.EXE 将a.c编译成a.obj

TCC调用TLINK将c0s.obj、cs.lib、emu.lib、maths.lib中的相关代码连接到一起生成.exe文件。

在刚才的步骤中，虽然我们没有生成.exe，但是我们发现，生成了1.obj。那么，我们把TLINK重新找回来，能不能将这个1.obj连接成.exe呢？

我们尝试：

我们发现我们成功的连接完成。

当我们用TCC编译时，程序可有两个最大为64K的段，一个段为代码段，栈和数据段共用一个段。我们如何来验证这一点呢？（注：这里其实是用到了后面的内容）。我们编写这样一个程序，让其显示程序运行时CS和SS，DS的值。

我们编译运行，查看结果:

我们发现，CS是一个值，DS，SS两者值相等。这样也就验证了代码段为一个段，栈和数据段共用一个段。而我们又知道，每个段地址不变，偏移地址从0000-ffff是64K的字节。所以这两个段的最大值是64K。

另外，我们在CMD中直接输入TCC，会显示出TCC的使用参数，如下：

2.第二章：显示函数的段地址和偏移地址：

我们继续研究第二章的内容：

在main函数中添加语句，使下面的程序可以打印出所有函数的段地址和偏移地址。

程序如下：

我们最直接的想法是用取地址的方式来查看。我们知道，在C语言中，&的作用是取地址。比如：

运行后结果如下：

那么，函数是不是也可以这样来取地址呢？我们尝试：

在这里，我们直接加类似&f1这样的取地址加函数名的形式可以么？我们分析：在debug中，我们看到子程序调用是都是执行的CALL（地址）的方式。在这里，函数名和标号有着类似的作用，就是方便编程人员编程、方便编译器编译和链接。他的本质应该是一个地址值。

我们直接编译看看是否会报错，证实我们的猜想。

我们发现没有报错。也就说明这里的函数名确实被翻译标号或与标号类似的东西。

为了方便查看，我们让这些地址以16进制的方式显示出来。结果如下：

那么我们所找到的值是不是函数的入口地址呢？我们进入debug查看:

我们看到，在01fa中，是我们定义的F1函数中的语句，int a=1；也就是说我们的想法是正确的，在printf中直接取函数的地址输出是可以的。

但是，我们看到，我们打印出的是函数的偏移地址，段地址如何打印呢？

我们知道，在C语言中，我们可以直接调用一些汇编的寄存器，而在汇编中,CS寄存器记录的是程序段的段地址，也就是说，我们只要显示出CS，就可以显示出程序段的段地址。

我们编写：

运行后其结果如下：

但是这个结果对不对呢？我们还得从debug中验证：

我们看到，在Debug中-g运行后的结果与CS的值相同。都是0b3b。这也就说明了程序所显示就是程序在执行时的程序段地址。

那么这两次执行2.exe所显示的程序段地址为什么会不同呢？我们知道，第一次我们是直接在cmd中运行的2.exe，程序接受系统调用自己执行。而第二次我们是用debug加载进入系统，然后执行。在debug加载的时候，程序被debug加载到了指定的程序段位置。

二． 附加研究：

在进行研究时，我发现在C语言显示变量的偏移地址时，不同的变量显示的地址值是不相同的。

比如，全局变量显示如下：

局部变量显示如下：

这个结果让我疑惑，但是我想起了局部变量和全局变量的区别，又看到了-32这样的值，我猜想这应该是局部变量记载的是相对位置而不是绝对位置。因为绝对位置不会出现负数。我编写程序如下：

在debug中，我-g到第二个printf（）；函数前，也就是显示出变量a的地址后。

通过当前的SS：SP的值与-28进行计算，查看结果单元，发现：

这个单元内所存放的数就是变量a的值，也就是说这个单元就是变量a的存储单元。

所以得出结论：在C语言中，全局变量的地址是记录其存储单元的偏移地址，而局部变量的地址是记录其存储单元与现在栈顶指针的相对位置。

(注解，重要：在这里后期我在回头看的时候，发现这里使用的是%d方式，这很重要。因为地址是FFE4，这是一个十六进制的数，本应该用%f的方式显示出来。而正是两种数不同的表达和显示方式造成了这样的现象。而非是上面的结论。这里为了过程的完整而保留了这个问题。在此改正。)