链接、装载与库(二) 编译与链接

代码–>可执行程序的过程:预处理->编译->汇编->链接

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hello.c

#include <stdio.h>
 
int main()
{
    
    
	printf("Hello World\n");
}

1.预处理

gcc -E hello.c -o hello.i

预编译过程主要处理那些源代码文件中的以”#”开始的预编译指令。比如”#include”、”#defing”等,主要处理规则如下:

(1) 将所有的”#define”删除,并且展开所有的宏定义。
(2) 处理所有条件预编译指令,比如”#if”、”#ifdef”、“#elif”、“#else”、”#endif”。
(3) 处理”#include”预编译指令,将被包含的文件插入到该项预编译指令的位置。注意:这个过程是递归进行的,也就是说被包含的文件可能还包含其它文件。
(4) 删除所有的注释”//”和”/* */”。
(5) 添加行号和文件名标识,比如# 1 “hello.c”,1,以便于编译时编译器产生调试用的行号信息及用于编译时产生编译错误或警告时能够显示行号。
(6) 保留所有的#pragma编译器指令,因为编译器须要使用它们。

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。所以当我们无法判断宏定义是否正确或头文件包含是否正确时,可以查看预编译后的文件来确定问题。

2.编译

gcc -S hello.i -o hello.s

编译过程就是把预处理完的文件进行一系列词法分析、语法分析、语义分析及优化后生成相应的汇编代码文件,这个过程往往是我们所说的整个程序构建的核心部分,也是最复杂的部分之一。

词法分析:使用有限状态机将源代码的字符序列分割成一系列的记号。记号可分为关键字、标识符、字面量(包括数字、字符串等)和特殊符号(加号、减号等)。

语法分析:对扫描得到的记号使用上下文无关文法构造语法树,各个节点是表达式。

语义分析:分析表达式中的声明与类型的匹配、类型的转换等是否合法。

中间语言生成:源代码优化器将整个语法树转换成中间代码,该代码是环境无关的。源代码优化器会在源代码级别进行优化,例如(2+6)这个表达式可以被优化掉,其值在编译期间就可以确定。

目标代码生成与优化:代码生成器负责将中间代码转换未目标机器代码,依赖于机器的字长、寄存器、整数和浮点数数据类型等,最后目标代码优化器对目标机器代码进行优化,比如选择合适的寻址方式、使用位移代替乘法运算、删除多余指令等。

3.汇编

gcc -c hello.s -o hello.o

汇编器是将汇编代码转变成机器可以执行的指令,每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令。

4.链接

ld -static /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crt1.o /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crti.o /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/crtbeginT.o -L/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9 -L/usr/lib -L/lib hello.o --start-group -lgcc -lgcc_eh -lc --end-group /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/4.9/crtend.o /usr/lib/x86_64-linux-gnu/crtn.o

链接过程主要包括了地址和空间分配、符号决议、重定位等步骤。

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转载自blog.csdn.net/weixin_43202635/article/details/112135406