预编译文件 linemarkers 预编译文件和ascll

0 前提

0.1 4个过程

预处理(preprocessing) ----------------- gcc -E
编译(compilation) ------------------ gcc -S
汇编(assembly) -------------------- as
连接(linking) --------------------- ld

0.2 gcc指令

• -o：指定生成的输出文件；
• -E：仅执行编译预处理；
• -S：将C代码转换为汇编代码
• -wall：显示警告信息；
• -c：仅执行编译操作，不进行链接操作。

1. 预编译

1.1 预编译主要做以下4件事：

• 展开所有头文件
• 宏替换
• 去掉注释
• 条件编译

• 即对#ifndef #endif进行判断检查

1.2 示例

源码：

//#include <stdio.h>
// #include "calculation.h"
#include "cpp_add.h"

#define TEST

#ifndef TEST
#define MAX_NUM 100
#else
#define MAX_NUM 10
#endif

int main()
{
    int x = 1;
    int y = 3;
    int a = MAX_NUM;

    square(a);

    return 0;
}

预编译：

2. 编译

2.1 编译主要做以下2件事

编译将代码转为汇编代码，并且这个步骤做了2件很重要的工作：

• 编译器在每个文件中保存一个函数地址符表，该表中存储着当前文件内包含的各个函数的地址
• 这一步要生成汇编代码，即一条一条的指令，而调用函数的代码会被编译成一条call指令，指令后面跟的是jmp指令的汇编代码地址，而jmp指令后面跟的才是“被调用的函数编译成汇编代码后的第一条指令”的地址，但是给call指令后面补充上地址的工作是链接时候的事情。

2.2 示例

还是上面的demo执行：gcc -S main.c
查看生成的main.s文件，也是汇编文件：

.file	"main.c"
	.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
	subq	$16, %rsp
	movl	$1, -12(%rbp)
	movl	$3, -8(%rbp)
	movl	$10, -4(%rbp)
	movl	-4(%rbp), %eax
	movl	%eax, %edi
	call	square@PLT
	movl	$0, %eax
	leave
	.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:

3. 汇编

汇编实际上指把汇编语言代码翻译成目标机器指令的过程。
目标文件由段组成。通常一个目标文件中至少有两个段：

• 代码段：该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的，但一般却不可写。
• 数据段：主要存放程序中要用到的各种全局变量或静态的数据。一般数据段都是可读，可写，可执行的。

3.1 主要完成以下3件事

• 根据汇编指令和特定平台，把汇编指令翻译成二进制形式；
• 合并各个section,合并符号表；
• 生成.o文件

3.2 示例

4. 链接

4.1 主要完成以下3件事：

• 合并各个.obj文件的section，合并符号表，进行符号解析；
• 符号地址重定位；
• 生成可执行文件

4.2 示例