C代码通过编译器编译成可执行代码,经历了四个阶段,依次为:预处理、编译、汇编、链接。
接下来详细讲解各个阶段
一、预处理
1、任务:进行宏定义展开、头文件展开、条件编译,不检查语法。
2、命令:gcc -E [源文件] -o [预处理文件]
3、案例:用gcc编译器预处理demo1.c代码,预处理后的文本放到demo1.i中。(gcc -E demo1.c -o demo1.i)
demo1.c代码如下:
1 #include <stdio.h> 2 3 #define add(a, b) (a + b) 4 #define sub(a, b) (a - b) 5 6 int main(void) 7 { 8 int a, b, c, d; 9 #ifndef __cplusplus 10 a = b = c = d = 1; 11 #else 12 a = b = c = d = 2; 13 #endif 14 printf("num = %d\n", sub(add(a, b), add(c, d))); 15 return 0; 16 }
demo1.c
生成的demo1.i代码如下:
1 # 1 "demo.c" 2 # 1 "<command-line>" 3 # 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4 4 # 1 "<command-line>" 2 5 6 此处省略800行... 7 8 extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)); 9 # 943 "/usr/include/stdio.h" 3 4 10 11 # 2 "demo.c" 2 12 13 14 int main(void) 15 { 16 int a, b, c, d; 17 18 a = b = c = d = 1; 19 20 21 22 printf("num = %d\n", ((a + b) - (c + d))); 23 return 0; 24 }
demo1.i
通过案例可以发现:#define宏定义、stdio.h头文件、#ifdef条件编译都被替换了,并且你还可以故意写一句有语法错误的代码,但是却不会报错。由于stdio.h头文件长达800多行,因此在demo1.i中只截取开头和结尾的几行。
二、编译
1、任务:检查语法,将预处理过的文件编译生成汇编文件。
2、命令:gcc -S [源文件] -o [汇编文件]
3、案例;用gcc编译器编译demo2.c代码,编译后的汇编代码放到demo2.s中。(gcc -S demo2.c -o demo2.s)
demo2.c代码如下:
1 #include <stdio.h> 2 3 int main(int argc, char *argv[]) 4 { 5 printf("hello world\n"); 6 return 0; 7 }
demo2.c
生成的demo2.s代码如下:
1 .file "demo2.c" 2 .section .rodata 3 .LC0: 4 .string "hello world" 5 .text 6 .globl main 7 .type main, @function 8 main: 9 .LFB0: 10 .cfi_startproc 11 pushq %rbp 12 .cfi_def_cfa_offset 16 13 .cfi_offset 6, -16 14 movq %rsp, %rbp 15 .cfi_def_cfa_register 6 16 subq $16, %rsp 17 movl %edi, -4(%rbp) 18 movq %rsi, -16(%rbp) 19 movl $.LC0, %edi 20 call puts 21 movl $0, %eax 22 leave 23 .cfi_def_cfa 7, 8 24 ret 25 .cfi_endproc 26 .LFE0: 27 .size main, .-main 28 .ident "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2" 29 .section .note.GNU-stack,"",@progbits
demo.s
通过案例可以看出,我们写的c代码被编译成了汇编代码。故意写错一个语法点,编译器将报错。
三、汇编
1、任务:将汇编文件生成目标文件(2进制文件)。
2、命令:gcc -s [源文件] -o [目标文件]
3、案例:用gcc编译器汇编demo3.c代码,编译后的二进制代码放到demo3.o中。(gcc -c demo3.c -o demo3.o)
demo3.c代码如下:
1 #include <stdio.h> 2 3 int main(int argc, char *argv[]) 4 { 5 printf("hello world\n"); 6 return 0; 7 }
demo3.c
生成的demo3.o代码如下:
通过汇编阶段,文本代码变成了二进制代码,也就是计算机可以识别的代码。c语言中,二进制代码文件是以.o为后缀名的。
四、链接
1、任务:找到依赖的库文件,将目标文件链接为可执行程序。
2、命令:gcc -c [目标文件] -o [可执行程序] -l[动态库名]
3、案例:通过gcc编译器让demo4链接自己制作的libadd.so动态库,并把demo4编译成可执行程序。gcc demo4.c -o demo4 -L./ -ladd
demo4.c代码如下:
1 #include <stdio.h> 2 #include "add.h" 3 4 int main(int argc, char *argv[]) 5 { 6 printf("add = %d\n", add(1, 1)); 7 return 0; 8 }
demo4.c
通过file命令查看可执行程序的信息:
运行结果:add = 2
还可以通过“size [可执行程序]”命令,来查看程序的text段、data段、bss段的大小。
在程序还没运行前,我们是可以确定它的text段、data段、bss段的大小。