C語言變成可執(zhí)行文件的四大步驟

從C語言變成最終的可執(zhí)行文件，需要經(jīng)過四步：

預(yù)處理；

編譯；

匯編；

鏈接。

下面就以Linux環(huán)境為例，來分析下四個步驟。
? 預(yù)處理
? 寫一段簡單的代碼：

#include 


#define OK     0


int main()
{
    printf("hellowrld
");


    return OK; 
}

其中，井號鍵開頭的代碼有兩行：包含頭文件和宏定義。 預(yù)處理命令：

root@Turbo:t# gcc -E test.c -o test.i
root@Turbo:t# ls
test  test.c  test.i
root@Turbo:t#

預(yù)處理后的test.i代碼：

# 1 "test.c"
# 1 ""
# 1 ""
# 31 ""
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 
# 32 "" 2
# 1 "test.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4 
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4 
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 1 3 4 
# 33 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 3 4 
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4 
# 461 "/usr/include/features.h" 3 4 
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 1 3 4 
# 452 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 3 4 
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4 
# 453 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4 
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/long-double.h" 1 3 4 
# 454 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4 
# 462 "/usr/include/features.h" 2 3 4
...............
# 5 "test.c"
int main()
{
 printf("hellowrld
");


 return 0;
}

代碼量從原來的10行變成了七百多行，主要的變化有兩個：

?

頭文件沒了；

return OK 變成了 return 0。

? 所以基本上可以得出預(yù)處理的作用： 處理所有以井號鍵開頭的代碼，包括頭文件、宏定義、條件編譯等等。

? 頭文件展開。以stdio.h為例，編譯器會去默認(rèn)的目錄下（一般是/usr/include）找到這個文件，然后把里面的內(nèi)容復(fù)制一份，粘貼到C文件中。這就是為什么預(yù)處理后的文件變成了七百多行。

? 宏定義替換。預(yù)處理的時候如果遇到了宏定義，直接把宏替換掉，比如代碼中的OK就變成了數(shù)字0。

? 條件編譯。下面的代碼就屬于條件編譯：
?

#ifndef _STDIO_H
#define _STDIO_H


#endif

條件編譯會在預(yù)處理的時候做出判斷，滿足條件的代碼留下來，不滿足的去掉。
? 編譯
? 編譯的命令：

root@Turbo:t# gcc -S test.i -o test.s
root@Turbo:t# ls
test  test.c  test.i  test.s
root@Turbo:t#

查看編譯后的文件test.s內(nèi)容：

    .file   "test.c"
    .text
    .section    .rodata
.LC0:
    .string "hellowrld"
    .text
    .globl  main
    .type   main, @function
main:
.LFB0:
    .cfi_startproc
    endbr64
    pushq   %rbp
    .cfi_def_cfa_offset 16
    .cfi_offset 6, -16 
    movq    %rsp, %rbp
    .cfi_def_cfa_register 6
    leaq    .LC0(%rip), %rdi
    call    puts@PLT
    movl    $0, %eax
    popq    %rbp
    .cfi_def_cfa 7, 8
    ret
    .cfi_endproc
.LFE0:
    .size   main, .-main
    .ident  "GCC: (Ubuntu 9.3.0-17ubuntu1~20.04) 9.3.0"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits
    .section    .note.gnu.property,"a"
    .align 8
    .long    1f - 0f
    .long    4f - 1f
    .long    5
0:
    .string  "GNU"
1:
    .align 8
    .long    0xc0000002
    .long    3f - 2f
2:
    .long    0x3
3:
    .align 8
4:

如果你搞過單片機(jī)的話，一定能看出來這是匯編代碼。

?

編譯的作用：

語法檢查；

把C代碼翻譯成匯編代碼。

? 匯編 匯編的命令：

root@Turbo:t# gcc -c test.s -o test.o
root@Turbo:t# ls
test  test.c  test.i  test.o  test.s

查看匯編后test.o的內(nèi)容：
?

?

很顯然， 這是一個二進(jìn)制文件。


? 既然是二進(jìn)制文件，那能不能執(zhí)行呢？答案是不行，原因也很簡單，因為此時代碼還不知道printf函數(shù)在哪。


? 匯編的作用：


? 把匯編代碼翻譯成二進(jìn)制代碼。


? 鏈接

? 鏈接的命令：
?

root@Turbo:t# gcc test.o -o test
root@Turbo:t# ls
test  test.c  test.i  test.o  test.s
root@Turbo:t# ./test 
hellowrld

如果工程里面有多個C文件，就會產(chǎn)生多個.o文件，鏈接的時候，把所有.o文件加上就行。

? 鏈接的作用：
?
把所有需要的源文件合并到一起；

鏈接代碼中需要用到的庫（比如printf，需要鏈接C庫）。

　　審核編輯：湯梓紅