代码编译过程

在编译代码时我们通常使用 gcc hello.c -o hello 即将hello.c文件编译成hello可执行文件。那么这其中编译器做了哪些工作？

从最简单的例子入手hello.c:

#include <stdio.h>

int main(){
    printf("hello\n");
    return 0;
}

《深入理解计算机系统》一书中给出编译器详细的工作流程图：

预处理

gcc     -E  hello.c     -o hello.i

-E参数是告知编译器只执行预处理工作，不执行后续编译工作。

-E Stop after the preprocessing stage; do not run the compiler proper. The output is in the form of preprocessed source code, which is sent to the standard output.

预处理主要处理“#”开头的语句，具体包括如下过程：

• 将#define删除并展开所有宏定义。
• 处理所有条件预编译命令，例如“#if、#ifdef、#endif、#else、#elif”
• 处理#include命令，将被包含文件插入到命令处，这是一递归的过程，
• 保留所有#pragma编译器命令。

//短短的一个hello经过预处理后达到了800多行
845 extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __lea    f__)) ;
846
847
848 extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __lea    f__));
849 # 943 "/usr/include/stdio.h" 3 4
850
851 # 8 "hello.c" 2
852
853 int main()
854 {
855     printf("hello\n");
856     return 0;
857 }

编译

gcc  -s  hello.i  -o hello.s 
(或 /usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/4.9/cc1 hello.c)

编译过程是把预处理完的文件进行词法、语法、语义分析及优化后产生汇编代码文件
（ccl所在路径和版本与具体系统有关）

//编译后产生的汇编代码文件
  1         .file   "hello.c"
  2         .section        .rodata
  3 .LC0:
  4         .string "hello"
  5         .text
  6         .globl  main
  7         .type   main, @function
  8 main:
  9 .LFB0:
 10         .cfi_startproc
 11         leal    4(%esp), %ecx
 12         .cfi_def_cfa 1, 0
 13         andl    $-16, %esp
 14         pushl   -4(%ecx)
 15         pushl   %ebp
 16         .cfi_escape 0x10,0x5,0x2,0x75,0
 17         movl    %esp, %ebp
 18         pushl   %ecx
 19         .cfi_escape 0xf,0x3,0x75,0x7c,0x6
 20         subl    $4, %esp
 21         subl    $12, %esp
 22         pushl   $.LC0
 23         call    puts

汇编

gcc -c hello.s -o hello.o
(或 as hello.s –o hello.co )

该阶段汇编器（as）将 hello.s 翻译成机器语言指令，把这些指令打包成一种叫做可重定位目标程序（relocatable object program）的格式，并将结果保存在目标文件 hello.o 中。hello.o 文件是一个二进制文件(前面预处理和编译产生的都是可识别的文本文件)，它的字节编码是机器语言指令而不是字符。
如果用vim打开，会发现全是看不懂的乱码，原因就在一此。

链接

ld -static crt1.o crti.o crtbeginT.o hello.o -start-group -lgcc -lgcc_eh -lc-end-group crtend.o crtn.o (省略了文件的路径名)此处涉及到很多东西，暂时没弄懂

hello程序调用了 printf 函数，printf 函数存在于一个名为 printf.o 的单独的预编译好了的目标文件中，而这个文件必须以某种方式合并到我们的 hello.o 程序中。链接器（ld）就负责处理这种合并。结果就得到 hello 文件，它是一个可执行目标文件。

#have a good day