认知篇 | 源代码自编译，到底是在编译什么？

当你在操作系统yum源上没有找到现成的rmp包，这时候可找找github或gitee找到源码进行自编译的方式部署自个想要的软件。

那么源码自编译都在干些什么？今天讲解之。

“源代码自编译” 中的 “编译”，指的是将人可读的编程语言源代码，转换为计算机可执行的机器码（二进制文件）的整个过程。

可比作“从菜谱到成品蛋糕” 的过程：

源代码= 一份用英文（或C/Python/Go等语言）写的菜谱。

编译器/编译工具链 =厨师和厨房设备。

编译过程=厨师阅读菜谱，准备食材，操作设备，进行混合、烘烤等一系列动作。

最终的可执行文件=做好的、可以直接吃的蛋糕。

编译具体在“编译”什么？—— 分解“黑箱”

当运行./configure && make && make install 或 cargo build、go build 时，这个“黑箱”内部通常包含以下几个关键阶段：

1. 预处理

做什么：处理源代码中以# 开头的指令（如 #include, #define）。

结果：将引入的头文件内容插入源代码，展开宏定义，生成一个“纯净”的、待编译的中间代码文件。

类比：厨师拿到菜谱，先把其中“参见附录A”的部分（头文件）找出来，把“糖少许”根据定义替换成“糖15克”（宏展开），整理成一份没有引用、所有步骤都清晰列出的完整操作清单。

2. 编译（狭义）

做什么：将预处理后的高级语言代码，翻译成低级语言——汇编语言。这是最核心的“翻译”步骤。

结果：生成与特定CPU架构（如x86, ARM）相关的汇编代码文件（.s 文件）。

类比：厨师把整理好的英文操作清单，翻译成厨房设备能理解的一系列基础操作指令（“启动烤箱，设定180度”、“用3档搅拌5分钟”）。

3. 汇编

做什么：将汇编语言代码，翻译成机器可以识别的二进制指令——机器码。

结果：生成目标文件（.o 或 .obj 文件）。这个文件已经是二进制格式，但还不能直接运行。

类比：把那些基础操作指令，转换成设备控制面板能直接接收的、由0和1组成的电信号序列。

4. 链接

做什么：这是最后也是最关键的一步。一个程序通常由多个源文件（多个.o 目标文件）组成，并且会用到系统的标准库（如 libc.so）或第三方库。

链接器的工作就是把所有相关的目标文件“拼接”在一起。

1．解决函数和变量在不同文件之间的引用关系（在A文件调用了B文件里的函数，链接器要找到这个函数在哪）。

2．将库文件（动态库或静态库）的代码“链接”进来。

3．结果：生成最终的、完整的可执行文件或动态/静态库文件。

为什么要编译？

与从源代码编译相比，另一种方式是直接下载“预编译好的二进制包”（如 Windows 的 .exe， macOS 的 .dmg， Linux 的 .deb/.rpm 包）。自编译的主要动机包括：

1. 性能优化：编译时可以针对机器的CPU型号（如 -march=native）进行优化，开启更激进的优化选项，理论上能获得更快的执行速度。

2. 定制功能：可以通过配置选项，启用或禁用某些功能模块。例如，编译 Vim 时可以去掉不用的特性，或者为 Nginx 添加特定的第三方模块。

3. 获取最新版本：官方仓库的软件版本可能较旧，编译可以立刻用到最新特性或安全修复。

4. 适配特殊环境：在非主流Linux发行版、嵌入式系统或容器等受限环境中，可能没有现成的二进制包，必须编译。

5. 学习和调试：可以修改源代码，加入调试信息，或者研究其构建过程。

举个栗子：Patchelf 本身

假设在一个老旧的Linux 系统上，想使用新版本 Patchelf 的功能，但系统仓库里没有。可以：

1. 下载源码包：从 GitHub 获取 patchelf-0.15.0.tar.gz。

2. 解压并进入目录。

3. 运行 ./configure：检查的系统环境，生成适配的 Makefile。

4. 运行 make：这个命令会触发上述编译、汇编、链接 的完整流程，调用 g++ 等工具，最终在 src/ 目录下生成一个名为 patchelf 的可执行二进制文件。

5. （可选）sudo make install：将这个刚编译好的 patchelf 二进制文件复制到系统路径（如 /usr/local/bin）下，方便全局使用。

文章小结

源代码自编译，就是在的机器上，充当“厨师”的角色，利用编译器这套“厨房设备”，将源代码这份“菜谱”，从头到尾加工成“可以直接吃的蛋糕”——即可执行二进制文件。编译的对象是源代码，得到的成果是机器码，而整个过程是一个包含预处理、编译、汇编、链接的精密流水线。

文章至此。