Linux下的编译器使用以及各个阶段的执行

程序的翻译

程序在形成可执行程序之前都经历过一系列十分复杂的过程，也就是我们程序的翻译，程序的翻译经过以下阶段：

1.  预处理（进行宏替换)
2.  编译（生成汇编)
3.  汇编（生成机器可识别代码）
4.  连接（生成可执行文件或库文件)

就以C语言代码为例，当我们写好了一份C语言代码，第一部要进行头文件的包含，然后在主函数下咔咔一顿写，再开始翻译，也就是形成可执行程序的过程.

我们要了解翻译过程，大致是要将我们写的代码转换成汇编，然后将汇编形成二进制码，也就是计算机可以识别的代码，最后将目标二进制文件和链接库通过链接器连接生成可执行程序。

 预处理阶段

预处理执行的就是：1.将文件的头文件展开 2.宏替换 3.条件编译 4.代码注释的删除

而头文件展开是干啥呢，这里就要大略的谈谈头文件和库文件了，头文件就是我们的stdio.h，而我们包含的这个头文件功能起到一些函数、变量类型定义的作用，而函数的具体实现是在库文件里的，例如我们的printf函数也是需要实现的，就是在stdio.h定义的，如果我们要使用函数的话，编译器就需要到特定的库文件中去寻找该函数的实现，而库文件的内容实质上都是一些二进制。所以回到问题，头文件展开的实质就是将stdio.h里面的内容拷贝一份放在咱们的代码里。

宏替换就比较简单，就是将#define定义的宏变量，宏函数等内容进行替换。

条件编译就是将#if #else #endif等内容的执行

代码注释删除就不解释了哈

linux下我们编译C语言代码时可以用gcc编译器，编写C++代码时可以用g++编译器，而且这些编译器还可以执行到具体某个过程终止：例如想让代码就执行完预处理过程就终止的话可以 gcc -E test.c -o test.i //其实-E是指预处理过程，而-o是预处理的文件存放在test.i的文件中

test.c代码

 预处理之后：

其实并不仅仅只有这些，还有头文件展开的内容，由于内容过于丰富所以就未截取。 

编译

在这个阶段中,gcc 首先要检查代码的规范性、是否有语法错误等,以确定代码的实际要做的工作,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。

• 编译过程为 扫描程序-->语法分析-->语义分析-->源代码优化-->代码生成器-->目标代码优化；
• 扫描程序进行词法分析，从左向右，从上往下扫描源程序字符，识别出各个单词，确定单词类型
• 语法分析是根据语法规则，将输入的语句构建出分析树parse tree或者语法树syntax tree
• 语义分析是根据上下文分析函数返回值类型是否对应这种语义检测，可以理解语法分析就是描述一个句子主宾谓是否符合规则，而语义用于检测句子的意思是否是正确的
• 目标代码优化就是执行死代码删除、函数内联、for循环的循环控制变量调度到寄存器访问、强度削弱...（而死代码的删除并不是注释删除而是移除根本执行不到的代码，或者对程序运行结果没有影响的代码    内联函数，也叫编译时期展开函数， 指的是建议编译器将内联函数体插入并取代每一处调用函数的地方，从而节省函数调用带来的成本，使用方式类似于宏，但是与宏不同的是内联函数拥有参数类型的校验，以及调试信息，而宏只是文本替换而已    for循环的循环控制变量，通常被cpu访问频繁，因此如果调度到寄存器中进行访问则不用每次从内存中取出数据，可以提高访问效率     强度削弱是指执行时间较短的指令等价的替代执行时间较长的指令，比如 num % 128 与 num & 127 相较，则明显&127更加轻量）

上面这块内容为摘抄大佬文案，我也不太懂，看看猪肉就行了。

而这一过程的指令就是：gcc -S test.i -o test.s//这里其实-S后面跟test.c也行，只不过我们刚刚已经执行了预处理过程，紧接着就是编译，所以直接对test.i操作即可。

这其实就是编译的过程：形成汇编代码。

汇编

汇编就是将编译阶段形成的汇编代码转换成二进制文件，此时就可以被计算机识别。

而这一过程的指令就是：gcc -c test.s -o test.o//这里其实-c后面跟test.c也行，只不过我们刚刚已经执行了编译过程，紧接着就是汇编，所以直接对test.i操作即可。

这里是部分截图，而且需要查看该二进制码的指令是od，如果一般的查看方式的话是一堆乱码。