c语言程序的编译过程

操作系统：ubantu
工具gcc
文件:test.c

abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ cat test.c
#include<stdio.h>

#define MAXC 3

#define MAXB MAXC + 1

#define MAXA MAXB + 2

int main()
{
        int a = MAXA;
        return 0;
}

主要为四个阶段

预处理->编译->汇编->连接

C语言编译过程分成四个步骤：
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

当然一般不会单独生成.i .s中间文件。也不会一步步进行c代码的编译

预处理

（1）将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义。说白了就是字符替换
（2）处理所有的条件编译指令，#ifdef #ifndef #endif等，就是带#的那些
（3）处理#include，将#include指向的文件插入到该行处，展开头文件
（4）删除所有注释
（5）添加行号和文件标示，这样的在调试和编译出错的时候才知道是是哪个文件的哪一行
（6）保留#pragma编译器指令：其他以#开拓的都是预编译指令，但是这个指令例外，此为编译器指示字，所以此步骤需要保留，关于此指示字的具体用法，在后面的内容将会详细讲解。

预处理阶段其实就是将源文件进行完全展开，删除不必要的项，增加必要的项。

abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ gcc -E test.c -o test.i
abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ ll
total 32
drwxrwxrwx 1 abner abner  4096 Feb  2 01:58 ./
drwxr-xr-x 1 abner abner  4096 Jan 31 23:07 ../
-rw-r--r-- 1 abner abner   122 Jan 31 23:07 test.c
-rw-r--r-- 1 abner abner 17929 Feb  2 01:58 test.i

编译

编译过程一般包含：
（1）词法分析
（2）语法分析
（3）语义分析
（4）源代码优化
（5）目标代码生成
（6）目标代码优化

编译就是将 高级语言 翻译为 汇编语言的过程。并且在该过程中相关优化代码。

abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ gcc -S test.i -o test.s
abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ ll
total 32
drwxrwxrwx 1 abner abner  4096 Feb  2 02:00 ./
drwxr-xr-x 1 abner abner  4096 Jan 31 23:07 ../
-rw-r--r-- 1 abner abner   122 Jan 31 23:07 test.c
-rw-r--r-- 1 abner abner 17929 Feb  2 01:58 test.i
-rw-r--r-- 1 abner abner   386 Feb  2 02:01 test.s

汇编

汇编将 汇编语言 转变成 机器语言，生成目标文件。
每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译即可。

目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段：
代码段 　该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的，但一般却不可写。
数据段　 主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读，可写，可执行的。

abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ gcc -c test.s -o test.o
abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ ll
total 36
drwxrwxrwx 1 abner abner  4096 Feb  2 02:02 ./
drwxr-xr-x 1 abner abner  4096 Jan 31 23:07 ../
-rw-r--r-- 1 abner abner   122 Jan 31 23:07 test.c
-rw-r--r-- 1 abner abner 17929 Feb  2 01:58 test.i
-rw-r--r-- 1 abner abner  1232 Feb  2 02:02 test.o
-rw-r--r-- 1 abner abner   386 Feb  2 02:01 test.s

可以看到内存分布的一些信息，代码段，数据段，bss段。堆栈是在程序的运行过程中。

连接

最后的连接阶段，将所有的 目标文件 和 需要的库连接，生成可执行文件。
链接分为静态链接和动态链接。

abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ gcc test.o -o test
abner@DESKTOP-M6D2HEN:~/mytest$ ll
total 44
drwxrwxrwx 1 abner abner  4096 Feb  2 02:07 ./
drwxr-xr-x 1 abner abner  4096 Jan 31 23:07 ../
-rwxr-xr-x 1 abner abner  8168 Feb  2 02:07 test*
-rw-r--r-- 1 abner abner   122 Jan 31 23:07 test.c
-rw-r--r-- 1 abner abner 17929 Feb  2 01:58 test.i
-rw-r--r-- 1 abner abner  1232 Feb  2 02:02 test.o
-rw-r--r-- 1 abner abner   386 Feb  2 02:01 test.s

参考：
https://blog.csdn.net/qq_26079093/article/details/93037468
https://blog.csdn.net/s226916240/article/details/102975171
https://blog.csdn.net/chengdanna/article/details/70767329
http://www.ha97.com/2830.html