众所周知，在 CPU 的眼里只有 1 和 0，虽然简单，但它们却构造出了世界上人类最难理解的语言 —— 机器语言。

因此，想要让计算机运行你的代码，你必须将你的源代码“翻译”成 CPU 认识的语言才行。



下边小甲鱼以 GCC 为例，尝试给大家讲下编译器的工作流程！





要将 C 语言翻译成机器语言，简单来说需要两个步骤：编译 -> 链接





对于 GCC 来说，执行 gcc test.c 命令，其实相当于依次执行下面四个步骤：

• 预处理（Pre-Processing）-- 对 C 语言进行预处理，生成 test.i 文件

• 编译（Compiling）-- 将上一步生成的 test.i 文件编译生成汇编语言文件，后缀名为 test.s

• 汇编（Assembling）-- 将汇编语言文件 test.s 经过汇编，生成目标文件，后缀名为 test.o

• 链接（Linking）-- 将各个模块的 test.o 文件链接起来，生成最终的可执行文件
  
  

注：前三个步骤均属于编译过程。



先敲几行最简单的源代码：

预处理（Pre-Processing）

使用 -E 选项执行预处理命令并停下来，生成后缀为 .i 的预编译文件：

这时 GCC 将对各种预处理指令（#include、#define 和 #ifdef 这些以“#”开始的代码行）进行处理，并删除注释，添加行号以及文件名标识。



现在代码仍然是源代码文本形态，所以你可以使用 vi test.i 命令打开查看：







使用 G 命令跳转到末尾，看到注释被删除了，#define 宏定义也在这里进行了替换：









编译（Compiling）

编译就是将预处理完的文件，通过一系列的词法分析、语法分析、语义分析及优化后产生相应的汇编代码文件。



这一步使用 -S 选项来实现：

同样，使用 vi test.s 命令可以查看转换后的汇编代码：









汇编（Assembling）

汇编过程是将汇编代码转换为 CPU 认识的二进制文件，执行到这一步，这叫目标文件。



这一步使用 -c 选项来实现：

这时候你就无法使用 vi 来打开 test.o 文件了，因为是二进制编码，如果一定要使用文本模式打开的话，也只能是以乱码的形式呈现了：







查看二进制文件，正确的打开姿势是使用 xxd test.o 命令：









链接（Linking）

我们看到源代码中调用了 printf 函数，但并没有定义 printf 函数的实现过程，这是因为我们知道这是一个 stdio 的标准库函数。虽然在预处理（第一步）中，将 stdio.h 头文件导了进来，但那里边只有 printf 函数的声明而已：







从程序员的角度看，函数库实际上就是头文件（.h）和库文件（.so 或 .a）的结合，头文件中声明函数，库文件中定义函数的实现。所以在最后一步的链接，就是把相关的库文件给链接进来（也就是把 printf 的实现代码添加进来）。



注：Linux 下的库文件分为两大类，分别是：动态链接库（通常以 .so 结尾）和静态链接库（通常以 .a 结尾）



执行 gcc test.o -o test 命令，生成最终的可执行文件：

注：此作乃小甲鱼写的很好的文章，然后就分享给大家了，好东西就要分享