Linux(程序设计):01---程序编译原理（预处理、编译、汇编、链接）

一、程序编译原理

• ​程序编译一般分为四个步骤，最后生成一个可执行的文件：​

​第一步（预处理）：​在程序运行(main函数执行)之前，​修改源码​，主要处理代码中的#include头文件和#define宏定义代码（将程序运行时用到的#include头文件中的代码和#define宏定义的代码进行替换），最后生成一个.i文件（.i文件里面是替换代码之后的代码文件）​第二步（编译）：​此阶段会检查代码的规范性、是否有语法错误等。在检查无误后，把.i代码文件进行编译，然后生成一个汇编语言.s文件（.s文件里面都是汇编语言）。此处只进行编译生成汇编代码，而不真正的进行汇编​第三步（汇编）：​此阶段把​.s文件翻译成二进制机器指令.o文件​。生成的.o文件是二进制文件（直接用文本工具打开看到的将是乱码，我们需要反汇编工具如GDB的帮助才能读懂它），Windows下为.obj文件​第四步（链接）：​此阶段会链接所有的函数、全局变量，将所有的.o文件链接成一个​可执行文件​（例如hello.c文件调用了printf函数，printf函数存在一个名为printf.o的文件中，而我们必须把printf.o合并到hello.o中​）​。不过有时.o文件太多，链接会很不方便，所以我们会给.o文件进行打包生成静/动态库文件（Windows下为.lib和.dll文件，Linux下为.a和.so文件）

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• ​注意事项：​

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• ​①​在编译时，编译器只检测程序语法，和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明，编译器会给出一个警告，但仍可以生成Object File。但是链接时，链接器会在所有的Object File中找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码
• ​②​一个.c文件只生成一个.i和.s和.o文件，链接时是将所有的.o文件一起链接
• ​③​.h文件不直接参与源码编译，.cpp/.c等参与源码编译
• ​④​承上，因为.h文件不参与源码编译，所以在.h文件中不要写带内存的代码
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二、各种后缀名文件的意义

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• .c：C语言源代码文件
• .h：是程序所包含的头文件
• .i ：预处理过的C源代码文件
• .s：是汇编语言源代码文件
• .o：是汇编之后的目标文件
• .S：是经过预编译的汇编语言源代码文件
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三、演示案例

• 将一个hello.c文件进行预处理、编译、汇编、链接

​第一步：预处理​

gcc  -E -o  hello.i  hello.c

• .i文件内容为：将.c里面用到的#include和宏定义的代码替换之后的代码文件

​第二步：编译​

gcc  -S  -o  hello.s  hello.i

• .s里面是汇编语言

​第三步：汇编​

• 编译生成一个二进制文件

gcc  -c  -o  hello.o  hello.s

​第四步：链接​

• 链接生成一个可执行文件

gcc  -o  hello  hello.o

​第五步：​

• 执行生成的hello可执行文件，打印出内容

​​./hello​​