汽车上使用的ECU中运行的程序，是软件工程师基于C/C++语言编写出来，然后通过编译器编译得到可执行文件，最后将可执行文件刷写入ECU中实现的，今天我们介绍下编译过程。
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预处理(也称预编译，Preprocessing)
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编译(Compilation)
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汇编(Assembly)
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链接(Linking)
1 预处理阶段
2 编译阶段
这个阶段，编译器将预处理后的输出文件进行编译处理和优化处理。
编译程序所要做的工作就是通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则之后，将其翻译成等价的中间代码表示或汇编代码。
2.1 词法分析
词法分析的任务是：输入源程序，对构成源程序的字符串进行扫描和分解，识别出一个个的单词（亦称单词符号），如关键字（if，else，for，while）、标识符、常数、运算符和界符（标点符号、左右括号）。
单词符号是语言的基本组成成分，是人们理解和编写程序的基本要素。识别和理解这些要素无疑也是翻译的基础。如同将英文翻译成中文的情形一样，如果你对英语单词不理解，那就谈不上进行正确的翻译。在词法分析阶段的工作中所依循的是语言的词法规则（也称构词规则）。
2.2 语法分析
语法分析的任务是：在词法分析的基础上，根据语言的语法规则，把单词符号串分解成各类语法单位（语法范畴），如“短语”、“句子”、“程序段”和“程序”等。通过语法分析，确定整个输入串是否构成语法上正确的“程序”。语法分析所依循的是语言的语法规则。语法规则通常用上下文无关文法描述。词法分析是一种线性分析，而语法分析是一种层次结构分析。
例如：
Z = X + 0.618 * Y;
代表一个“赋值语句”，而其中的X + 0.618 * Y 代表一个“算术表达式”。因而，语法分析的任务就是识别X + 0.618 * Y为算术表达式，同时，识别整个符号串属于赋值语句的范畴。
2.3 优化处理
优化处理是编译系统中一项比较深奥的技术。它涉及到的问题不仅同编译技术本身有关，而且同机器的硬件环境也有很大的关系。优化一方面是对中间代码的优化，不依赖于具体的计算机。另一种优化则主要针对目标代码的生成而进行的。
对于前一种优化，主要的工作是删除公共表达式、循环优化（代码外提、强度削弱、变换循环控制条件、已知量的合并等）、复写传播，以及无用赋值的删除等。
后一种类型的优化同机器的硬件结构密切相关，最主要的是考虑是如何充分利用机器的各个硬件寄存器存放有关变量的值，以减少对于内存的访问次数。另外，如何根据机器硬件执行指令的特点对指令进行一些调整使目标代码比较短，执行的效率比较高，这一点非常重要。
2.4 中间代码生成
对语法分析所识别出的各类语法范畴，分析其含义，然后进行初步翻译，产生中间代码。这一阶段通常包含两个方面的工作。
首先，对每种语法范畴进行语义i安插，例如，变量是否定义、类型是否正确等等。如果语义正确，则进行另一方面工作，即进行中间代码的解释。这一阶段所依循的是语言的语义规则。通常使用属性文法描述语义规则。
“翻译”仅仅在这里才开始涉及到。所谓“中间代码”是一种含义明确、便于处理的记号系统，它通常独立于具体的硬件。这种记号系统或者与现代计算机的指令形式比较接近，或者能够比较容易地把它变换成现代计算机的机器指令。例如，许多编译程序采用了“四元式”作为中间代码。这种四元式的形式是：
算符/左操作数/右操作数/结果
它的意义是：对“左右操作数”进行某种运算（由“算符”指明），把运算所得的值作为“结果”保留下来。在采用四元式作为中间代码的情形下，中间代码产生的任务就是按语言的语法规则把各类范畴翻译成四元式序列。
例如，下面的赋值语句:
Z = (X + 0.618) * Y / W;
可被翻译为如下的四元式序列：
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序号 |
算符 |
左操作 |
右操作 |
结果 |
|
（1） |
+ |
X |
0.618 |
T1 |
|
（2） |
* |
T1 |
Y |
T2 |
|
（3） |
/ |
T2 |
W |
Z |
其中，T1和T2是编译期间引进的临时工作变量；第一个四元式意味着把X的值加上0.618存放在T1中；第二个四元式值将T1的值和Y的值相乘存于T2中；第三个四元式指将T2的值除以Y的值留结果于Z中。
一般而言，中间代码是一种独立于具体硬件的记号系统。常用的中间代码，除了四元式之外，还有三元式、间接三元式、逆波兰记号和树形表示等等。
这样，经过以上分析和优化后，汇编代码经过汇编程序的汇编转换成相应的机器指令，才可能被机器执行。
3 汇编阶段
它包含了一个可以被操作系统创建一个进程来执行之的文件。
汇编程序生成的实际上是第一种类型的目标文件。对于后两种还需要其他的一些处理方能得到，这个就是链接程序的工作了。
4 链接阶段
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（如变量或者函数调用），在程序中可能调用了某个库文件中的函数等。所有的这些问题，都需要经链接程序的处理方能得以解决。
链接程序的主要任务是将有关的目标文件彼此相连接，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，使得所有的这些目标文件成为一个能够被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，链接处理分为两种：
在这种链接方式下，函数的代码将从其所在的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入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。链接程序此时所做的只是在最终的可执行程序中记录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间。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链接的方法。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。
