对于c语言，总是想搞搞，以前编写c语言都是在IDE中一个build一个run就看结果，虽然对预处理汇编之类的中间过程也有过了解，但时间一久就忘了，so，今天就写下个笔记，来看看由一个hello.c源文件到产生一个可执行文件的整个过程。本例子在linux平台下运行:
写个hello.c源文件吧.
#include<stdio.h>
int main()
{
printf("hello,world\n");
return 0;
}
ok,hello.c源文件写完。
一个.c源文件到产生目标文件要经历4个步骤,分别是：预处理阶段 -> 编译阶段 -> 汇编阶段 -> 链接阶段。
（1）预处理阶段(加入相应库，宏替换等)
gcc hello.c -E > e.txt ( >号是重定向，把预处理的结果输入到e.txt文件中 )
预处理阶段是用预处理器处理的，它只是简单的把stdio.h库简单的加入到文件中，查看e.txt文件如下：
...前面省略很多
extern char *ctermid (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__));
# 908 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void flockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__));
extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__)) ;
extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__));
# 938 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 2 "hello.c" 2
int main()
{
printf("hello,world\n");
return 0;
}
可以看到，在这里预处理阶段只是把相应的库文件添加到程序中。
（2）编译阶段（生成汇编程序）
gcc hello.c -S 这里hello.c经过预处理和编译，生成hello.s的汇编文件，它是一个文本文件，如下：
.file "hello.c"
.section .rodata
.LC0:
.string "hello,world"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.LFB0:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movl $.LC0, %edi
call puts
movl $0, %eax
leave
.cfi_def_cfa 7, 8
ret
.cfi_endproc
.LFE0:
.size main, .-main
.ident "GCC: (GNU) 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-23)"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits
（3）汇编阶段（把汇编语言程序汇编成机器语言指令，并使用可重定位目标程序的格式来打包指令）
gcc hello.c -c 运行会把hello.c文件通过预处理，编译，汇编三个阶段，生成.o文件，hello.o文件是一个二进制文件不是文本文件，在这个阶段汇编器会把第二阶段生成的hello.s文件翻译成机器语言指令，并把这些指令打包成一种叫做可重定位目标程序的格式，然后将结果存放在hello.o文件中，使用vim -b hello.o查看可以发现都是乱码，其中一行比较醒目如下：
^@UH<89><e5><bf>^@^@^@^@<e8>^@^@^@^@<b8>^@^@^@^@<c9><c3>^@^@^@hello,world^@^@GCC: (GNU) 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-23)^@^@^@^@^@^@^@^T^@^@^@^@^@^@^@^AzR^@^Ax^P^A
看到hello,world字符，就是我们要打印的字符。
（4）链接阶段（合并各个打包好的机器语言指令，生成可执行二进制文件）
gcc hello.o -o hello
在这个阶段，链接器把printf.o文件和hello.o文件合并在一起，生成一个可执行文件hello,通过运行：./hello
结果输入如下：
hello,world
比较有意思的事情是，当我们使用vim -b hello查看可执行目标文件时，发现很有意思的一行如下：
3>^@^@^A^@^B^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@^@hello,world^@^A^[^C; ^@^@^@^C^@^@^@<e0><fe><ff><ff><^@^@^@<fc><fe><ff><ff>\^@^@^@^L<ff><ff><ff>t^@^@^@^T^@^@^@^@^@^@^@^AzR^@^A
看到没，那个hello,world简直就是黑夜中的灯火，太亮眼了，我想，如果我直接改这几个字符再运行，会不会输出另外的结果呢？
于是把 hello,world 改成 hello,c ,然后保存，在期待中运行： ./hello
输出：
段错误 (core dumped)
这是什么情况？？？
查查发现，这应该和汇编阶段产生的可重定位目标程序的格式有关，链接时已经使用该格式来描述程序。关于可重定位的内容比较复杂，这里就不说了，在这个可执行hello程序中，如果想通过改变hello的内容来让结果改变，要做的就是一个萝卜一个坑，使用其他文本代替hello,world文件即可。
在这里使用 ilovehaha,c 来代替 hello,world, 要注意代替的字符必须和被代替的字符长度相同，好了，更改后在期待中输入：./hello
输出：
ilovehaha,c
验证结论，这就是一个hello.c源文件经过处理后生成hello可执行文件的有趣过程，over