椋鸟C语言笔记#36：从源代码到运行

萌新的学习笔记，写错了恳请斧正。

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目录

从源代码到运行

翻译环境

编译

预处理

编译

汇编

链接

运行环境

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从源代码到运行

在ANSI C的标准中，源代码先经过翻译环境生成可执行程序，再于运行环境中执行

翻译环境

翻译环境由编译与链接两个过程组成

一个C语言项目可能存在多个.c文件，在编译的过程中，编译器处理每个.c文件产生对应的目标文件（在Windows下目标文件后缀默认为.obj，Linux下默认为.o）

在链接的过程中，多个目标文件和链接库一起经过链接器最终生成一个可执行程序文件

编译

编译的过程又分为三个部分：预处理、编译、汇编

以Linux系统为例，每个.c为后缀的文件和其所包含的头文件预处理后变成.i为后缀的预处理源码文件，在经过编译成为.s为后缀的汇编源码文件，最后在汇编的过程产生.o为后缀的二进制目标文件

预处理

在Linux gcc环境下，我们通过如下指令生成test.c对应的预处理文件test.i：

$ cd 所在路径
$ gcc test.c -E -o test.i

预处理阶段主要是处理那些源文件中以#开始的预编译指令，比如#include、#define

处理的规则如下（具体的预处理指令含义下面讲，这里仅介绍规则）：

• 删掉所有#define，并展开所有宏定义
• 处理条件编译指令，如：#if、#ifdef、#elif、#else、#endif
• 处理#include预编译指令，把涉及到的头文件的内容插入过来
• 删掉所有注释，替换成空格
• 添加文件名和行号的标注，方便调试

比方说某test.c文件如下：

#include <stdio.h>

int g_val = 1919810;

int main()
{
    printf("114514\n");
    printf("%d\n", g_val);
    return 0;
}

在本人安装gcc13.1.0的Windows的WSL2子系统Ubuntu 20.04.6 LTS中得到的test.i如下：

# 0 "test.c"
# 0 "<built-in>"
# 0 "<命令行>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 0 "<命令行>" 2
# 1 "test.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 1 3 4
# 33 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 461 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 1 3 4
# 452 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 453 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/long-double.h" 1 3 4
# 454 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 462 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 485 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 1 3 4
# 10 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs-64.h" 1 3 4
# 11 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 2 3 4
# 486 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 34 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 2 3 4
# 28 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4





# 1 "/usr/local/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.1.0/include/stddef.h" 1 3 4
# 214 "/usr/local/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.1.0/include/stddef.h" 3 4

# 214 "/usr/local/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.1.0/include/stddef.h" 3 4
typedef long unsigned int size_t;
# 34 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4


# 1 "/usr/local/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.1.0/include/stdarg.h" 1 3 4
# 40 "/usr/local/lib/gcc/x86_64-pc-linux-gnu/13.1.0/include/stdarg.h" 3 4
typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;
# 37 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4

# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 28 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/timesize.h" 1 3 4
# 29 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4


typedef unsigned char __u_char;
typedef unsigned short int __u_short;
typedef unsigned int __u_int;
typedef unsigned long int __u_long;


typedef signed char __int8_t;
typedef unsigned char __uint8_t;
typedef signed short int __int16_t;
typedef unsigned short int