简单编译文件

深碍√TFBOYSˉ_ 2021-12-23 00:19 214阅读 0赞

# C语言编译过程详解 (转载侵删) #

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 \# 编译  
> $ ./a.out \# 执行

> hello world!  
> 这个过程如此熟悉，以至于大家觉得编译事件很简单的事。事实真的如此吗？我们来细看一下C语言的编译过程到底是怎样的。

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)

C\_complie

示例  
为了下面步骤讲解的方便，我们需要一个稍微复杂一点的例子。假设我们自己定义了一个头文件mymath.h，实现一些自己的数学函数，并把具体实现放在mymath.c当中。然后写一个test.c程序使用这些函数。程序目录结构如下：

├── test.c
    └── inc
        ├── mymath.h
        └── mymath.c

程序代码如下：

// test.c
    #include <stdio.h>
    #include "mymath.h"// 自定义头文件
    int main(){
        int a = 2;
        int b = 3;
        int sum = add(a, b); 
        printf("a=%d, b=%d, a+b=%d\n", a, b, sum);
    }

头文件定义：

// mymath.h
    #ifndef MYMATH_H
    #define MYMATH_H
    int add(int a, int b);
    int sum(int a, int b);
    #endif
    头文件实现：
    
    // mymath.c
    int add(int a, int b){
        return a+b;
    }
    int sub(int a, int b){
        return a-b;
    }

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，预处理之后得到的仍然是文本文件，但文件体积会大很多。gcc的预处理是预处理器cpp来完成的，你可以通过如下命令对test.c进行预处理：

> gcc -E -I./inc test.c -o test.i

或者直接调用cpp命令

> $ cpp test.c -I./inc -o test.i

上述命令中-E是让编译器在预处理之后就退出，不进行后续编译过程；-I指定头文件目录，这里指定的是我们自定义的头文件目录；-o指定输出文件名。

经过预处理之后代码体积会大很多：

X 文件名 文件大小 代码行数  
预处理前 test.c 146B 9  
预处理后 test.i 17691B 857  
预处理之后的程序还是文本，可以用文本编辑器打开。

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。编译的指定如下：

> $ gcc -S -I./inc test.c -o test.s

上述命令中-S让编译器在编译之后停止，不进行后续过程。编译过程完成后，将生成程序的汇编代码test.s，这也是文本文件，内容如下：

// test.c汇编之后的结果test.s
        .file   "test.c"
        .section    .rodata
    .LC0:
        .string "a=%d, b=%d, a+b=%d\n"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
    main:
    .LFB0:
        .cfi_startproc
        pushl   %ebp
        .cfi_def_cfa_offset 8
        .cfi_offset 5, -8
        movl    %esp, %ebp
        .cfi_def_cfa_register 5
        andl    $-16, %esp
        subl    $32, %esp
        movl    $2, 20(%esp)
        movl    $3, 24(%esp)
        movl    24(%esp), %eax
        movl    %eax, 4(%esp)
        movl    20(%esp), %eax
        movl    %eax, (%esp)
        call    add 
        movl    %eax, 28(%esp)
        movl    28(%esp), %eax
        movl    %eax, 12(%esp)
        movl    24(%esp), %eax
        movl    %eax, 8(%esp)
        movl    20(%esp), %eax
        movl    %eax, 4(%esp)
        movl    $.LC0, (%esp)
        call    printf
        leave
        .cfi_restore 5
        .cfi_def_cfa 4, 4
        ret 
        .cfi_endproc
    .LFE0:
        .size   main, .-main
        .ident  "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2"
        .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

请不要问我上述代码是什么意思!-\_-

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：

> $ as test.s -o test.o  
> 等价于：

> gcc -c test.s -o test.o

这一步会为每一个源文件产生一个目标文件。因此mymath.c也需要产生一个mymath.o文件

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)。

命令大致如下：

> $ ld -o test.out test.o inc/mymath.o ...libraries...

结语  
经过以上分析，我们发现编译过程并不像想象的那么简单，而是要经过预处理、编译、汇编、链接。尽管我们平时使用gcc命令的时候没有关心中间结果，但每次程序的编译都少不了这几个步骤。也不用为上述繁琐过程而烦恼，因为你仍然可以：

> $ gcc hello.c \# 编译  
> $ ./a.out \# 执行

转载于:https://www.cnblogs.com/eat-too-much/p/10554717.html