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C語言最底層的機制是什麼？
你想問的具體是什麼呢？C語言調用系統函數，或者庫函數。實現了你編程的功能。
另外，通過TC，VC，GCC等編譯器，把C語言編譯成exe的文件，也是先彙編吧，我感覺都需要到彙編那一步的。至於詞法分析語法分析，參照編譯原理吧。
想學語言的底層東西，C語言的底層是什麼？
底層一些是彙編語言，通過命令精確控制每一個寄存器（地址）
再底層一些可以是硬件語言，verilog，通過編譯在預設的芯片上搭建自己的電路
再底層一些，可以是數字電路，從每一個電路門開始搭建（當然，其實verilog也可以，但那是通過語言編譯的），數字電路這個是你自己用芯片插板子
再底層一些，可以是模擬電路，通過分立元件創造自己想要的門電路，運放等等
再底層，就是物理和數學，是博士研究的問題了，我也不懂
C語言怎麼寫底層.這是什麼情況?
C語言的內存模型基本上對應了現在von Neumann（馮．諾伊曼）計算機的實際存儲模型，很好的達到了對機器的映射，這是C/C++適合做底層開發的主要原因，另外，C語言適合做底層開發還有另外一個原因，那就是C語言對底層操作做了很多的的支持，提供了很多比較底層的功能。
下面結合問題分別進行闡述。
問題：移位操作
在運用移位操作符時，有兩個問題必須要清楚：
(1)、在右移操作中，騰空位是填 0 還是符號位；
(2)、什麼數可以作移位的位數。
答案與分析：
“”和””是指將變量中的每一位向右或向左移動, 其通常形式為:
右移: 變量名移位的位數
左移: 變量名移位的位數
經過移位後, 一端的位被”擠掉”,而另一端空出的位以0 填補,在C語言中的移位不是循環移動的。
(1) 第一個問題的答案很簡單，但要根據不同的情況而定。如果被移位的是無符號數，則填 0 。如果是有符號數，那麼可能填 0 或符號位。如果你想解決右移操作中騰空位的填充問題，就把變量聲明為無符號型，這樣騰空位會被置 0。
(2) 第二個問題的答案也很簡單：如果移動 n 位，那麼移位的位數要不小於 0 ，並且一定要小於 n 。這樣就不會在一次操作中把所有數據都移走。
比如，如果整型數據占 32 位，n 是一整型數據，則 n 31 和 n 0 都合法，而 n 32 和 n -1 都不合法。
注意即使騰空位填符號位，有符號整數的右移也不相當與除以 。為了證明這一點，我們可以想一下 -1 1 不可能為 0 。
問題：位段結構
struct RPR_ATD_TLV_HEADER
{
ULONG res1:6;
ULONG type:10;
ULONG res1:6;
ULONG length:10;
};
位段結構是一種特殊的結構, 在需按位訪問一個字節或字的多個位時, 位結構比按位運算符更加方便。
位結構定義的一般形式為:
struct位結構名{
數據類型 變量名: 整型常數;
數據類型 變量名: 整型常數;
} 位結構變量;
其中: 整型常數必須是非負的整數, 範圍是0~15, 表示二進制位的個數, 即表示有多少位。
變量名是選擇項, 可以不命名, 這樣規定是為了排列需要。
例如: 下面定義了一個位結構。
struct{
unsigned incon: 8; /*incon佔用低字節的0~7共8位*/
unsigned txcolor: 4;/*txcolor佔用高字節的0~3位共4位*/
unsigned bgcolor: 3;/*bgcolor佔用高字節的4~6位共3位*/
unsigned blink: 1; /*blink佔用高字節的第7位*/
}ch;
位結構成員的訪問與結構成員的訪問相同。
例如: 訪問上例位結構中的bgcolor成員可寫成:
ch.bgcolor
位結構成員可以與其它結構成員一起使用。 按位訪問與設置，方便節省
例如:
struct info{
char name[8];
int age;
struct addr address;
float pay;
unsigned state: 1;
unsigned pay: 1;
}workers;’
上例的結構定義了關於一個工從的信息。其中有兩個位結構成員, 每個位結構成員只有一位, 因此只佔一個字節但保存了兩個信息, 該字節中第一位表示工人的狀態, 第二位表示工資是否已發放。由此可見使用位結構可以節省存貯空間。
注意不要超過值限制
問題：字節對齊
我在使用VC編程的過程中，有一次調用DLL中定義的結構時，發覺結構都亂掉了，完全不能讀取正確的值，後來發現這是因為DLL和調用程序使用的字節對齊選項不同，那麼我想問一下，字節對齊究竟是怎麼一回事？
答案與分析：
關於字節對齊：
1、 當不同的結構使用不同的字節對齊定義時，可能導致它們之間交互變得很困難。
2、 在跨CPU進行通信時，可以使用字節對齊來保證唯一性，諸如通訊協議、寫驅動程序時候寄存器的結構等。
三種對齊方式：
1、 自然對齊方式（Natural Alignment）：與該數據類型的大小相等。
2、 指定對齊方式 ：
#pragma pack(8) //指定Align為 8；
#pragma pack() //恢復到原先值
3、 實際對齊方式：
Actual Align = min ( Order Align, Natual Align )
對於複雜數據類型（比如結構等）：實際對齊方式是其成員最大的實際對齊方式：
Actual Align = max( Actual align1,2,3，…)
編譯器的填充規律：
1、 成員為成員Actual Align的整數倍，在前面加Padding。
成員Actual Align = min( 結構Actual Align，設定對齊方式)
2、 結構為結構Actual Align的整數倍，在後面加Padding.
例子分析：
#pragma pack(8) //指定Align為 8
struct STest1
{
char ch1;
long lo1;
char ch2;
} test1;
#pragma pack()
現在
Align of STest1 = 4 , sizeof STest1 = 12 ( 4 * 3 )
test1在內存中的排列如下（ FF 為 padding ）：
00 — — — 04 — — — 08 — — — 12 — — —
01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch1 — lo1 — ch2
#pragma pack(2) //指定Align為 2
struct STest2
{
char ch3;
STest1 test;
} test2;
#pragma pack()
現在 Align of STest1 = 2, Align of STest2 = 2 , sizeof STest2 = 14 ( 7 * 2 )
test2在內存中的排列如下：
00 — — — 04 — — — 08 — — — 12 — — —
02 FF 01 FF FF FF 01 01 01 01 01 FF FF FF
ch3 ch1 — lo1 — ch2
注意事項：
1、 這樣一來，編譯器無法為特定平台做優化，如果效率非常重要，就盡量不要使用#pragma pack，如果必須使用，也最好僅在需要的地方進行設置。
2、 需要加pack的地方一定要在定義結構的頭文件中加，不要依賴命令行選項，因為如果很多人使用該頭文件，並不是每個人都知道應該pack。這特別表現在為別人開發庫文件時，如果一個庫函數使用了struct作為其參數，當調用者與庫文件開發者使用不同的pack時，就會造成錯誤，而且該類錯誤很不好查。
3、 在VC及BC提供的頭文件中，除了能正好對齊在四字節上的結構外，都加了pack，否則我們編的Windows程序哪一個也不會正常運行。
4、 在 #pragma pack(n) 後一定不要include其他頭文件，若包含的頭文件中改變了align值，將產生非預期結果。
5、 不要多人同時定義一個數據結構。這樣可以保證一致的pack值。 問題：按位運算符
C語言和其它高級語言不同的是它完全支持按位運算符。這與彙編語言的位操作有些相似。 C中按位運算符列出如下:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
操作符 作用
————————————————————————————
位邏輯與
位邏輯或
^ 位邏輯異或
– 位邏輯反
右移
左移
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
注意：
1、 按位運算是對字節或字中的實際位進行檢測、設置或移位, 它只適用於字符型和整數型變量以及它們的變體, 對其它數據類型不適用。
2、 關係運算和邏輯運算表達式的結果只能是1或0。 而按位運算的結果可以取0或1以外的值。 要注意區別按位運算符和邏輯運算符的不同, 例如, 若x=7, 則x8 的值為真(兩個非零值相與仍為非零), 而x8的值為0。
3、 與 ，與，~與! 的關係
、 和 ~ 操作符把它們的操作數當作一個為序列，按位單獨進行操作。比如：10 12 = 8，這是因為””操作符把 10 和 12 當作二進制描述 1010 和 1100 ，所以只有當兩個操作數的相同位同時為 1 時，產生的結果中相應位才為 1 。同理，10 12 = 14 ( 1110 )，通過補碼運算，~10 = -11 ( 11…110101 )。以多少為一個位序列 、 和！操作符把它們的操作數當作”真”或”假”，並且用 0 代表”假”，任何非 0 值被認為是”真”。它們返回 1 代表”真”，0 代表”假”，對於””和””操作符，如果左側的操作數的值就可以決定表達式的值，它們根本就不去計算右側的操作數。所以，!10 是 0 ，因為 10 非 0 ；10 12 是 1 ，因為 10 和 12 均非 0 ；10 12也是 1 ，因為 10 非 0 。並且，在最後一個表達式中，12 根本就沒被計算，在表達式 10 f( ) 中也是如此。
C語言工作原理
作為一種編程語言，本身是談不上工作原理的，實際上C語言所有的語法，正是C語言編譯器的工作原理或者工作機制的具體實現。要細緻的討論起來是不可能，但是作為C語言程序員，必須了解這個大致的流程。一個程序，從C語言源碼，到系統可執行的文件，一般經歷四個過程。
1、預處理階斷，這個階斷是文本處理階斷，有預處理器來完成，會將源碼中的帶”#”開頭的預處理命令進行相應的處理，在Linux上C語言的預處理器程序是cp命令。
2、編譯階斷，這個階斷是有C語言編譯階斷，在Linux上C語言的編譯器是cc命令，它將C語言源碼轉換成彙編指令。
3、彙編階斷，這個階斷是彙編編譯階斷，在Linux上C語言的彙編器是as命令，這個階斷會將彙編指令編譯成二進制機器碼。
4、鏈接階斷，這個階斷是會將彙編階斷生成的機器碼目標文件，裝載成一個系統可執行的文件，在Linux平台以ELF格式進行組裝，在Windows平台上以PE格式進行組裝。在Linux平台上的鏈接器命令為ld，在windows平台上的鏈接器命令為linker。
原創文章，作者：小藍，如若轉載，請註明出處：https://www.506064.com/zh-hant/n/159566.html
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