C語(yǔ)言的編譯過(guò)程是將C語(yǔ)言源代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼的過(guò)程。由于C語(yǔ)言是一種中級(jí)語(yǔ)言，因此需要編譯器將其轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行代碼，以便在我們的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序。

C程序在編譯過(guò)程中經(jīng)歷以下階段：

1. 預(yù)處理
2. 編譯
3. 匯編
4. 鏈接

編譯流程

01 我們?nèi)绾尉幾g和運(yùn)行C程序

我們需要一個(gè)編譯器和一個(gè)代碼編輯器來(lái)編譯和運(yùn)行C程序。下面示例是 gcc 編譯器編寫代碼流程：

Step 1: 創(chuàng)建C源文件

我們首先使用編輯器創(chuàng)建一個(gè)C程序，并將文件保存為filename.c

vi filename.c

我們可以編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的 Hello World 程序并將其保存。

#include <stdio.h>int main() { printf("Hello, World!"); return 0;}

Step 2: 使用GCC編譯器進(jìn)行編譯

我們?cè)诮K端中使用以下命令編譯我們的filename.c源文件

gcc filename.c –o filename

我們可以向GCC編譯器傳遞許多指令以執(zhí)行不同的任務(wù)，例如：

• 選項(xiàng)-Wall啟用所有編譯器的警告消息。建議使用此選項(xiàng)以生成更好的代碼。
• 選項(xiàng)-o用于指定輸出文件名。如果我們不使用此選項(xiàng)，則會(huì)生成一個(gè)名為a.out的輸出文件。

Step 3: 執(zhí)行程序

編譯后生成可執(zhí)行文件，我們使用以下命令運(yùn)行生成的可執(zhí)行文件。

./filename

程序?qū)⒈粓?zhí)行，并且輸出將顯示在終端中。

執(zhí)行程序

02 編譯過(guò)程內(nèi)幕

C程序的編譯過(guò)程包括以下四個(gè)步驟：預(yù)處理、編譯、匯編和鏈接。

通過(guò)執(zhí)行以下命令，我們獲取當(dāng)前目錄中的所有中間文件以及可執(zhí)行文件。

gcc -Wall -save-temps filename.c –o filename

讓我們一一看看這些中間文件包含什么。

預(yù)處理

在此階段，源代碼由預(yù)處理器處理。預(yù)處理器是在編譯器編譯源代碼之前處理源代碼的程序。預(yù)處理的主要目的是為編譯做準(zhǔn)備。預(yù)處理階段包括以下幾個(gè)步驟：

• 刪除注釋
• 宏擴(kuò)展
• 文件包含
• 條件編譯

預(yù)處理的輸出存儲(chǔ)在 filename.i 中。

• 代碼中的注釋被刪除
• 頭文件被展開，#include <stdio.h> 被刪除

編譯

在此階段，編譯器將源代碼轉(zhuǎn)換為匯編代碼。編譯器檢查代碼的語(yǔ)法和語(yǔ)義，以識(shí)別C程序中的任何語(yǔ)法問(wèn)題或警告。

將 filename.i 編譯輸出為 filename.s，編譯器生成的匯編文件。

匯編

在此階段，匯編器將匯編代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器代碼，即將 filename.s 轉(zhuǎn)為 filename.o，但函數(shù)調(diào)用（例如 printf()）未解析。

鏈接

在鏈接階段，鏈接器將可執(zhí)行文件中的函數(shù)調(diào)用與庫(kù)函數(shù)中的函數(shù)定義解析并鏈接在一起。鏈接器還會(huì)添加一些額外的代碼，這些代碼在程序啟動(dòng)和結(jié)束時(shí)需要，例如設(shè)置環(huán)境變量和傳遞命令行參數(shù)。通過(guò)使用 $size filename.o 和 $size filename 命令，我們可以輕松驗(yàn)證此任務(wù)。通過(guò)這些命令，我們可以了解輸出文件從目標(biāo)文件到可執(zhí)行文件的增長(zhǎng)情況。這是由于鏈接器添加到我們的程序中的額外代碼所致。

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