C语言--编译链接详解
一.前言
本文将概述源文件到可执行文件的编译链接具体过程，为了控制文章的长度和质量，其中关于预处理、宏定义等更加详细的内容将会在下一篇加以介绍，希望大家有所收获🌹🌹
二. 编译过程图示及详解
- 就像国家外交来往需要翻译一样，计算机它不能直接识别人类的语言，只能够识别010101这样的机器码，因此我们把能够让机器去运算的、数字的语言定义为机器语言，除此之外的所有计算机语言都是非机器语言。
- 因此，我们需要把相对于机器而言的高级、不可理解的语言，转换为机器可理解的机器语言—这样的转换过程叫做编译，由编译器来完成。
以linux环境下的gcc编译器为例：
- <注意>：
① 在Windows环境下的目标文件的后缀是.obj，Linux环境下目标文件的后缀是.o
② 多个.c文件单独经过编译器，编译处理生成对应的目标文件
③ 多个目标文件和 链接库 (指运行时库即支持程序运行的基本函数集合，或者第三方库)一起经过链接器处理生成最终的可执行程序。
（1） 预处理
- .c 文件>> .i文件
- 主要处理源文件中
#开始的预编译指令，e.g. #include, #define，规则如下
① 将所有的#define删除，并展开所有宏定义
② 处理所有的条件编译指令，e.g. #if, #ifdef, #elif, #endif
③ 处理#include预编译指令，将包含的头文件内容插入到该预编译指令的位置，这个过程是递归进行的，也就是说被包含的头文件也可能包含其他文件
④ 删除所有的注释
⑤ 添加行号和文件名标识，方便后续编译器生成调试信息等
⑥ 保留所有的#pragma的编译器指令，编译器后续会使用 - 当我们无法知道宏定义或者头文件是否包含正确的时候，可以查看预处理后的
.i
文件来确认 - 命令为：
gcc -E test.c -o test.i，其中, -E:让完成预处理停下，-o用于调试：自定义输出文件名为test.i
（2） 编译
- .i文件>> .s文件
- 将预处理后的文件进行一系列的①词法分析、②语法分析、③语义分析及优化，生成相应的汇编代码文件。
① 词法分析：将源代码程序输入到扫描器—将代码中的字符分割成一系列的记号（关键字、标识符、字面量、特殊符号等）
② 语法分析：用语法分析器—对扫描产生的记号进行语法分析，从而产生语法树（是以表达式为节点的树）
③ 语义分析：用语义分析器—对表达式的语法层面分析，编译器所能做的分析是语义的静态分析（通常包括声明和类型的匹配、类型的转换等，这个阶段会报告错误的语法信息） - 编译过程的命令为：
gcc -s test.i -o test.s，其中 -o用于调试：自定义输出文件名
（3） 汇编
汇编语言是为特定计算机或计算机系列设计的一种面向机器的语言，由汇编执行指令和汇编伪指令组成。采用汇编语言编写程序虽不如高级程序设计语言简便、直观，但是汇编出的目标程序占用内存较少、运行效率较高，且能直接引用计算机的各种设备资源。
- 用汇编器将汇编代码转换为机器可执行的指令，每一个汇编语句几乎都对应一条机器指令，就是根据汇编指令和机器指令的对照表一一的进行翻译，也不做指令优化
（4） 链接
- 主要包括地址和空间分配、符号决议、重定位等步骤。
- 解决的是一个项目中多文件、多模块之间互相调用的问题
- 因为每个文件是单独编译的，如果一个文件调用了另一个文件中的函数，此文件不知道这个的地址，所以会暂时搁置，等待最后链接时修正地址，这个过程也被叫作
重定位
三.总结
下一篇将会着重介绍预处理，创作不易，希望大家多多支持，有什么想法欢迎讨论🌹🌹
原文地址：https://blog.csdn.net/2302_80868583/article/details/142663668
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