从helloworld.c到a.out（2）预处理

最新推荐文章于 2022-05-10 10:41:00 发布

jinnlxl

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分类专栏： cpp&compliers

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本章介绍处理源代码的第一步：预处理

只所以说是处理源代码的第一步，而不是编译的第一步，是因为准确来讲，预处理是发生在编译之前的事情，不属于微观意义上编译的过程。

那么下面就来探讨一下，预处理到底发生了什么。

假设有如文件tmp.c中下一段代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TMP 3

int main()
{
	int tmp = TMP;
	printf("tmp = %d \n", tmp);
	return;
}

然后对这个文件执行gcc -E tmp.c -o tmp.i （gcc的-E选项为只进行预处理操作）

生成的tmp.i即为tmp.c经过预处理之后的的文件，ll看一下，发现这个文件要比c文件大很多

-rw-rw-r-- 1 yejing yejing 125 Oct 16 07:17 tmp.c
-rw-rw-r-- 1 yejing yejing 41648 Oct 16 07:17 tmp.i

那么到底具体多了什么呢？

截一段出来看看

# 1 "tmp.c"
# 1 "<command-line>" //如果有人知道，烦请指导一下，这一行是什么意思？
# 1 "tmp.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 28 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 324 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/i386-linux-gnu/bits/predefs.h" 1 3 4
# 325 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 357 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/i386-linux-gnu/sys/cdefs.h" 1 3 4
# 378 "/usr/include/i386-linux-gnu/sys/cdefs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/i386-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 379 "/usr/include/i386-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 358 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 389 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/i386-linux-gnu/gnu/stubs.h" 1 3 4

gcc官方网站是这么解释这个这个格式的（https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.3.6/cpp/Preprocessor-Output.html）

# linenum filename flags

These are called linemarkers. They are inserted as needed into the output (but never within a string or character constant).
They mean that the following line originated in file filename at line linenum.
filename will never contain any non-printing characters; they are replaced with octal escape sequences.

//文件名不包含无法打印字符，他们将被八进制转义字符代替

对后面的标志的具体解释如下：
After the file name comes zero or more flags, which are `1', `2', `3', or `4'. If there are multiple flags, spaces separate them. Here is what the flags mean:

//文件名之后是0到多个标志，有可能是1,2,3,4，如果有多个标志，用空格分隔，下面是各个标志的具体意思
`1'
This indicates the start of a new file. //1表示这是个以新行
`2'
This indicates returning to a file (after having included another file). //2表示要返回一个文件（表include的文件include了另外一个文件）
`3'
This indicates that the following text comes from a system header file, so certain warnings should be suppressed.

//表示下面的代码来自一个系统头文件，需要控制警告
`4'
This indicates that the following text should be treated as being wrapped in an implicit extern "C" block.

//表示以下代码应该被当做类似被extern“C”包含的代码块来处理

前面的文章说了，宏观意义上的编译实际上包括了预处理，编译，汇编，连接等流程，所以我们常用的的gcc实际上也不是一个程序，而是多个程序组成的package，

其中包括预处理器cpp，编译器ccl（高版本的gcc已经将预处理合到了ccl中），汇编器ar，链接器ld等。

实际上完成上述gcc -E动作的就是cpp，

cpp作为一个单独的应用程序，有些常用的选项参数，比如-I和-D，

-I可以用于处理头文件的包含，-I包含的头文件，可以直接include，而不用使用相对路径

-D可以用于灵活的打开或者关闭用-D之后的宏控制的代码块

上面是举例说明了预处理大概做了些什么，下面介绍下，预处理主要处理源文件中的哪些部分。

总体来说，主要是以“#”开头的行。

1，#define、#undef：宏的定义及却小

2，#include：头文件的包含，

3，#line num：#line所在行的下一行行号为num

#include <stdio.h>

#line 30
int main(){
    printf("%d \n", __LINE__);
    return 1;
}

程序输出32

4，#error text：如果执行到带#error的行，编译会推出，并输出后面的text给用户，make中也有类似的函数

5，#program：（http://blog.youkuaiyun.com/welcome_ck/article/details/232434），这个命令比较少用，之前这个blog做了比较详细的介绍。

6，#if、#ifdef、#ifndef、#elif、#else、#endif：代码块编译控制