Linux:预处理、编译、汇编、链接

从直观角度而言，编译器就是将高级语言翻译成机器语言（二进制）的一个工具。

C语言之经典“Hello World"可会写？入关第一天的挑战，相信大家已经可以信手拈来，那么你已经和我一样离成功不远了。

#include<stdio.h>

int main()
{
   printf("Hello World\n");
   return 0;
}

Linux下，我们可以用gcc一步就可生成可执行文件，事实上它是分为以下四部处理的。

1.预处理:生成.i文件(-E表示只进行预编译）

  gcc -E main.c -o main.i

2.编译：生成.s文件

  gcc -S main.i -o main.s

3.汇编：生成.o文件，即可重定位的二进制文件

  gcc -C main.s -o main.i

4.链接：生成可执行的elf格式文件

gcc main.c -o main

 

那么我们再从代码角度分析一下它的处理过程：

预处理阶段

1.删除所有"#define",并展开宏定义。

2.处理所有预编译指令，如"#if" 、"#endif"等。

3.处理"#include"指令，过程是递归处理的。

4.删除所有的注释。

5.添加行号和文件标识。

6.保留所有的"#pragma"，编译器要使用。

经过预编译后的.i文件不包含任何宏定义，因为所有的宏已经被展开，并且包含的文件也已经被插入到.i文件中。所以我们发现宏定义和头文件出错时，它就发生在预编译阶段。

编译阶段

1.词法分析

2.语法分析

3.语义分析

4.优化代码

5.汇总符号

汇编阶段

1.将汇编指令翻译成可重定位的二进制目标文件

2.生成符号表

3.生成各个段的section

链接阶段

1.合并各个section，调整段的大小以及起始位置

2.符号解析

3.分配地址和空间，找到符号对应的虚拟内存地址

4.符号重定位

程序链接完成后，生成的可执行文件都会有4G的虚拟地址空间。

虚拟地址空间

蓝色区域表示3G用户空间，绿色区域表示1G内核空间。

所有的进程都拥有属于自己的用户空间，但却共享一个内核空间。

 

 

可以阅读《程序员的自我修养》和《编译原理》了解更详细的编译原理知识。