GCC编译过程（预处理->编译->汇编->链接）

前言

如果你使用集成环境开发。那么你点击编译按钮就可生成可执行文件。但是C程序从源代码到二进制行程序都经历了那些过程？你知道吗？这些过程集成开发环境在点击编译按钮后都做完了，如果编译没有出错，即可生成可执行文件。本文将以Linux下C语言的编译过程为例。对编译过程进行讨论。

编译一个C程序代码

下面以Linux环境下的test.c为例，test.c里的代码为：

#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
     

	printf("hello 程序猿编码\n");

	return 0;
}

编译输出：

这个过程如此熟悉，以至于觉得编译是一件很简单的事。事实真的如此吗？我们来细看一下C语言的编译过程到底是怎样的。

GCC编译过程：
图片来源于：GCC和Make编译，链接和构建C/C ++应用程序

上述gcc命令其实依次执行了四步操作：

1.预处理(Preprocessing)
2.编译(Compilation),
3.汇编(Assemble),
4.链接(Linking)。

预处理

以“#”号开头的预处理指令如包含#include,宏定义制定#define等。在源程序中这些指令都放在函数之外，而且一般放在源文件的前面。

使用预处理器把源文件test.c经过预处理生成test.i文件。

预处理的命令为：

gcc -E test.c -o test.i

上述命令中-E是让编译器在预处理之后就退出，不进行后续编译过程；-o是指定输出文件名。在本例中，预处理结果就是将stdio.h 文件中的内容插入到test.c中了。

预处理生成的是test.i的文本文件，这个文本文件是可以直接通过cat命令进行文本文件查看的。

对比预处理、文本文件、可执行文件的大小：

经过预处理之后代码体积会大很多，相当于可执行文件一倍大小。预处理之后的程序还是文本，可以用文本编辑器打开。

编译

这里的编译不是指程序从源文件到二进制程序的全部过程，而是指将经过预处理文件（test.i）之后的程序转换成特定汇编（test.s）代码的过程。

编译的命令为：

gcc -S test.i -o test.s

上述命令中-S让编译器在编译之后停止，不进行后续过程；-o是指定输出文件名。编译过程完成后，将生成程序的汇编代码test.s，这也是文本文件。

查看汇编代码和代码大小：

编译成汇编文件大小已经非常小了，没有像预处理的时候文件大小这么臃肿。

cat test.s

里面汇编是什么意思，就不要问我了。哈哈~

汇编

汇编过程将上一步的汇编代码转换成机器码，这一步产生的文件叫做目标文件，是二进制格式。

编译的命令为：

gcc -c test.s -o test.o

部分内容截图如下：

链接

链接过程使用链接器将该目标文件与其他目标文件、库文件、启动文件等链接起来生成可执行文件。附加的目标文件包括静态连接库和动态连接库。

链接过程的命令为：

gcc test.o -o test

总结

生成可执行程序过程为成四个步骤：

1、由.c文件到.i文件，这个过程叫预处理。
2、由.i文件到.s文件，这个过程叫编译。
3、由.s文件到.o文件，这个过程叫汇编。
4、由.o文件到可执行文件，这个过程叫链接。

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