C程序编译过程
C程序編譯過程
一句話編譯gcc hello.c
gcc編譯c程序的過程可分為4個步驟,分別是
- 預處理(Preprocessing)
- 編譯(Compilation)
- 匯編(Assembly)
- 鏈接(Linking)
- 預處理(Preprocessing)
源代碼文件和相關的頭文件被預編譯器(cpp)預編譯成一個 .i 文件
命令gcc -E hello.c -o hello.i或者cpp hello.c -o hello.i
預處理規則:
1)將所有的"define"刪除,并且展開所有的宏定義
2)處理所有條件預編譯指令,比如"#if","#ifdef",“elif”,"#else",“endif”
3)處理"include"預編譯指令,將被包含的文件插入到該預編譯指令的位置,遞歸進行
4)刪除所有的注釋 “//” 和 “/* */”
5)添加行號和文件名標識,比如# 2 “hello.c” 2,以便于編譯時編譯器產生調試用的行號信息及用于編譯時產生編譯錯誤或警告時能夠顯示行號
6)保留所有的#pragma編譯器指令
當我們無法判斷宏定義是否正確或頭文件包含是否正確時,可以查看預編譯后的文件來確定問題 - 編譯(Compilation)
編譯過程就是把預處理完的文件進行一系列詞法分析、語法分析、語義分析及優化后生成相應的匯編代碼文件 (.s 文件)
命令gcc -S hello.i -o hello.s或直接gcc -S hello.c -o hello.s
編譯過程一般可以分為6步:掃描、語法分析、語義分析、源代碼優化、代碼生成和目標代碼優化
事實上,定義在其他模塊的全局變量和函數在最終運行時的絕對地址都要在最終鏈接的時候才能確定 - 匯編(Assembly)
匯編器(as)是將匯編代碼轉變成機器可執行的指令,每一個匯編語句幾乎都對應一條機器指令,生成 .o 文件
命令gcc -c hello.s -o hello.o 或者 as hello.s -o hello.o 或直接 gcc -c hello.c -o hello.o
現代的編譯器可以將一個源代碼文件編譯成一個未鏈接的目標文件,然后由鏈接器最終將這些目標文件鏈接起來形成可執行文件 - 鏈接(Linking)
鏈接的主要內容就是把各個模塊之間相互引用的部分都處理好,使得各個模塊之間能夠正確地銜接
鏈接器(ld)把一些指令對其他符號地址的引用加以修正
鏈接過程主要包括了地址和空間分配(Address and Storage Allocation)、符號決議(Symbol Resolution)和重定位(Relocation)等這些步驟 - 最基本的靜態鏈接過程如圖所示,每個模塊的源代碼文件(.c文件)經過編譯器編譯成目標文件(Object File,.o 或 .obj),目標文件和庫(Library)一起鏈接形成最終可執行文件
總結
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