C++程序編譯之謎(三)——簡單仍是複雜？編譯到底有哪些步驟？

一般咱們用IDE寫完一個程序後，點擊編譯按鈕的時候，內部到底發生了什麼？爲何會生成一個可執行文件？這個過程到底有哪些步驟呢？是很簡單仍是很複雜呢？這篇文章，咱們把這些事情講清

首先要明確一點，編譯只是一個統稱，編譯的整個過程有預處理、編譯、彙編和連接的過程

咱們給出一個特別簡單的程序

//test.c
#include <stdio.h>
#define max 5
int main()
{
    printf("max = %d\n", max);
    return 0;
}

 

一、預處理

預處理階段的指令通常都是以#來開頭的，替換#include包含的頭文件，替換#define定義的宏，刪除註釋，去掉#ifdef不符合條件的那一部分，全部#開頭的代碼都會在預處理階段完成處理。

預處理命令：gcc -E test.c -o test.i

這裏-E的做用是讓程序在預處理完成以後就中止，爲了方便咱們後面的觀察。咱們在當前目錄下ls，就能夠看見多了一個test.i的文件，打開它能夠看到不少變量、函數等等的聲明，這些都是stdio.h這個頭文件展開的結果，拉到最後，能夠看到咱們定義的宏max被替換成5了。

 

二、編譯

大學若是學的是計算機專業的童鞋必定會學過一門《編譯原理》的課，這門課幾乎會把不少大學生折騰得死去活來。而這個編譯的過程也正式編譯原理裏面介紹的內容，包括詞法分析、語法分析、語義分析、程序優化等等一系列的過程，這些都是編譯器的核心內容，若是你想開發編譯器，這個過程你要很是很是的精通！這個過程就是把程序編譯成更接近機器語言的彙編語言。平時咱們用IDE編譯的時候，常常看見的錯誤和警告，通常都是在過程發出的。

編譯命令：gcc -S test.i -o test.s

這裏-S的做用是讓程序在編譯完成以後就中止，爲了方便咱們後面的觀察。咱們在當前目錄下ls，就能夠看見多了一個test.s的文件，打開它看到的一大堆彙編指令。這些指令，我根本看不懂，說實話，沒有接觸過彙編語言的人，幾乎都是看不懂的。可是若是你是想在編譯器這個底層領域翻江倒海的話，彙編語言是必需要懂的。

 

三、彙編

彙編語言有些專業人員看得懂，可是計算機是根本就看不懂的。計算機看得懂的僅僅只有010101這種機器語言，因此咱們還要將彙編語言轉換成機器語言，至於這個過程怎麼轉的，不在本文的討論範圍，也討論不了，由於我也不知道。這些都是那些很是厲害的大神的研究領域，真不是我誇大這個難度，能開發出商用編譯器的人，至少在計算機領域絕對都是逆天的天選之子。

彙編命令：gcc -C test.i -o test.o

咱們在當前目錄下ls，就能夠看見多了一個test.o的文件，打開它看到的一大堆亂碼，實際上這些都是二進制命令，而這些命令纔是計算機能看得懂的。

四、連接

二進制文件雖然計算機能夠看懂了，可是若是你的源文件中用到了其餘本身寫的頭文件的函數，或者是第三方靜態庫動態庫，這時候還須要進行把它們連接起來生成可執行文件，才能夠正確的被執行。

連接命令：gcc test.o -o test

可是若是引用的頭文件是C/C++語言級別自帶的話，換種說法就是，只有一個源文件，貌似不須要進行連接這一步，直接運行上面編譯生成的.o文件也能夠。反而進行連接操做的話會報這個錯誤，緣由我暫時也沒找到，若是知道的朋友歡迎留言評論。

/opt/rh/devtoolset-9/root/usr/libexec/gcc/x86_64-redhat-linux/9/ld: error in test.o(.eh_frame); no .eh_frame_hdr table will be created

以上就是編譯的幾個步驟，只有比較清晰地掌握好每一個步驟，才能真正地把編譯的整個流程搞清楚。固然，你也能夠用一步到位的方式進行編譯：

gcc test.c -o test

這樣能夠直接生成可執行文件。

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