[TOC] # 程序編譯鏈接原理 **預處理** ~~~ .c -> .i gcc -E hello.c -o hello.i ~~~ 展開頭文件宏替換 **編譯** ~~~ .i / .c -> .s gcc -S hello.i -o hello.s ~~~ c的源代碼變成匯編 **匯編** ~~~ .s -> .o gcc -c hello.s -o hello.o ~~~ 匯編變為二進制文件 **鏈接** ~~~ .o -> 可執行程序app gcc hello.o -o app ~~~ 二進制文件變為可執行文件 # 編譯  linux下用ldd 可執行文件名 看一個可執行文件依賴哪些庫 window下可以用Dependency這個工具來看一個可執行文件依賴哪些庫   1. 預處理:宏文件展開,頭文件展開,條件編譯等,同時將代碼中的注釋刪除,這里并不會檢查語法 2. 編譯: 檢查語法,將預處理后文件編譯生成匯編文件 3. 匯編: 將匯編文件生成目標文件(二進制文件) 4. 鏈接: C語言寫的程序是需要依賴各種庫的,所以編譯之后還需要把庫鏈接到最終可執行程序中去 ~~~ 預處理: gcc -E hello.c -o hello.i 編譯: gcc -S hello.i -o hello.s 匯編: gcc -c hello.s -o hello.o 鏈接: gcc hello.o -o hello_elf ~~~ | 選項 | 含義 | | --- | --- | | -E | 只進行預處理 | | -S(大寫) | 只進行預處理和編譯 | | -c(小寫) | 只進行預處理,編譯和匯編 | | -o file | 指定生成的輸出文件名為file | 在 Visual Studio 中，不用進行任何設置就可以在工程目錄下看到 demo.asm 文件 # 預處理 預處理過程主要是處理那些源文件和頭文件中以`#`開頭的命令，比如?#include、#define、#ifdef?等。預處理的規則一般如下： * 將所有的`#define`刪除，并展開所有的宏定義。 * 處理所有條件編譯命令，比如?#if、#ifdef、#elif、#else、#endif?等。 * 處理`#include`命令，將被包含文件的內容插入到該命令所在的位置，這與復制粘貼的效果一樣。注意，這個過程是遞歸進行的，也就是說被包含的文件可能還會包含其他的文件。 * 刪除所有的注釋`//`和`/* ... */`。 * 添加行號和文件名標識，便于在調試和出錯時給出具體的代碼位置。 * 保留所有的`#pragma`命令，因為編譯器需要使用它們。 預處理的結果是生成`.i`文件。`.i`文件也是包含C語言代碼的源文件，只不過所有的宏已經被展開，所有包含的文件已經被插入到當前文件中。當你無法判斷宏定義是否正確，或者文件包含是否有效時，可以查看`.i`文件來確定問題。 在 GCC 中，可以通過下面的命令生成`.i`文件： $gcc -E demo.c -o demo.i `-E`表示只進行預編譯 在 Visual Studio 中，在當前工程的屬性面板中將“預處理到文件”設置為“是”，如下圖所示：  然后點擊“運行（Run）”或者“構建（Build）”按鈕，就能在當前工程目錄中看到 demo.i # 匯編（Assembly） 匯編的過程就是將匯編代碼轉換成可以執行的機器指令。大部分匯編語句對應一條機器指令，有的匯編語句對應多條機器指令 匯編過程相對于編譯來說比較簡單，沒有復雜的語法，也沒有語義，也不需要做指令優化，只是根據匯編語句和機器指令的對照表一一翻譯就可以了。 匯編的結果是產生目標文件，在 GCC 下的后綴為`.o`，在 Visual Studio 下的后綴為`.obj` # 鏈接（Linking） 目標文件已經是二進制文件，**與可執行文件的組織形式類似，只是有些函數和全局變量的地址還未找到，程序不能執行**。鏈接的作用就是找到這些目標地址，將所有的目標文件組織成一個可以執行的二進制文件。 預處理和匯編的過程都比較簡單，有了上面的介紹，相信大家很容易理解。 編譯的過程最為復雜，可以細分為詞法分析、語法分析、語義分析和指令優化，這里涉及到諸多算法以及正則表達式 而目標文件的結構、可執行文件的結構、鏈接的過程是我們要重點研究的，它能夠讓我們明白多文件編程以及模塊化開發的原理，這是大型項目開發的基石。 最后需要說明的是：匯編的過程非常簡單，僅僅是查表翻譯，我們通常把它作為編譯過程的一部分，不再單獨提及。這樣，源文件經過預處理、編譯和鏈接就生成了可執行文件