[C++知识库] c语言编译流程。1.预处理(Preprocessing) 2.编译(Compilation) 3.汇编(Assemble) 4.链接(Linking)。

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[C++知识库]c语言编译流程。1.预处理(Preprocessing) 2.编译(Compilation) 3.汇编(Assemble) 4.链接(Linking)。

1 前言

C语言程序从源代码到二进制行程序都经历了那些过程？本文以Linux下C语言的编译过程为例，讲解C语言程序的编译过程。

编写hello world C程序：

// hello.c
#include <stdio.h>
int main(){
    printf("hello world!\n");
}

编译过程只需：

$ gcc hello.c -o hello # 编译
$ ./hello  # 执行
hello world!

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)。
编译过程

2 实验步骤

2-1，预处理(Preprocessing)
预处理用于将所有的#include头文件以及宏定义替换成其真正的内容
google@google-virtual-machine:~/myTest/02linux_compiler/01helloworld$ gcc -E hello.c -o hello.i

2-2.编译(Compilation)
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之后的程序转换成特定汇编代码(assembly code)的过程
google@google-virtual-machine:~/myTest/02linux_compiler/01helloworld$ gcc -S hello.i -o hello.s

2-3.汇编(Assemble)
汇编过程将上一步的汇编代码转换成机器码(machine code)，这一步产生的文件叫做目标文件，是二进制格式。gcc汇编过程通过as命令完成
google@google-virtual-machine:~/myTest/02linux_compiler/01helloworld$ gcc -c hello.s -o hello.o

2-4.链接(Linking)
链接过程将多个目标文以及所需的库文件(.so等)链接成最终的可执行文件(executable file)
google@google-virtual-machine:~/myTest/02linux_compiler/01helloworld$ gcc hello.o -o hello  //本实验采取此方法
或者ld
/usr/bin/ld 
-static /usr/lib/crt1.o /usr/lib/crti.o /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/crtbeginT.o 
-L /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0 
-L /usr/lib -L /lib hello.o 
--start-group -lgcc -lgcc_eh -lc --end-group /usr/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/9.3.0/crtend.o /usr/lib/crtn.o 
-o hello

2-5 ELF查看信息
全称 “Executable and Linkable Format”，即可执行可链接文件格式，目前常见的Linux、 Android可执行文件、共享库（.so）、目标文件（ .o）以及Core 文件（吐核）均为此格式。
readelf -S hello

2-6 objdump 反汇编输出到指定文件
objdump -d <file(s)>: 将代码段反汇编；
objdump -S <file(s)>: 将代码段反汇编的同时，将反汇编代码与源代码交替显示，编译时需要使用-g参数，即需要调试信息；

objdump -S -D hello > hello.txt