Gcc编译过程分解

       我们都知道，”hello world“ 程序是程序员的启蒙语句，它的编译过程一气呵成，但是它的具体编译过程是什么呢？在编译果程中做了什么？

在Linux下，当我们使用GCC来编译“hello world”程序时，只需使用最简单的命令（假设源代码文件名为hello.c）:

$ gcc hello.c ;  $ ./a.out ;

事实上，上述过程分为四个步骤，分别是预处理（Prepressing），编译（Compliation）,汇编 （Assembly）和链接（Linking），如图所示

1.  预编译

        预编译过程主要处理那些以源代码文件中的以“ # ”开始的预编译指令，经过编译后的文件为 .i 文件。主要处理规则如下：

（1）处理所有的条件编译指令，比如 “ #if ”，“ #ifdef "  ,  " #ifndef "  , " #endif " , "  #else  " 等。

（2）处理”#include “  预编译指令，将包含的文件插入到该预编译指令的位置。

（3）将所有的”#define “所定义的宏进行宏替换。

（4）删除所有的注释 ”//“和”/* */“。

（5）添加行号和文件名标识，以便于编译时编译器产生调试用的行号信息 及 用于编译时产生的编译错误或警告时能够显示行号。

（6）保留所有的 #pragma 编译器指令。

2.  编译

编译过程就是对预处理后的文件进行 词法分析，语法分析，语义分析 及 优化后产生相应的汇编代码文件。

相当于命令$ gcc -S hello.i -o hello.s

产生的文件为.s 文件。

（1）词法分析

       将源代码的字符序列分割成一系列的记号。词法分析所产生的记号一般分为如下几类：关键字，标识符，字面量和特殊符号，将所对应的符号放入符号表中。

（2）语法分析

       语法分析器将对产生的记号进行语法分析，从而产生语法树，即以表达式为结点的树。在语法分析阶段对一些内容进行区分，如果表达式不合法，编译器就会报出错误。

（3）语义分析

      对语法树的表达式标识类型 。

3. 汇编

      将汇编代码变成机器可以执行的指令，每一个汇编语句对应一条机器指令。它没有复杂的语法，也不需要做指令优化。

相当于命令$ gcc -c hello.s -o hello.o;

此时生成目标文件，即 .o 文件。

4. 链接

      链接的主要内容就是将各个模块之间相互引用的部分处理好，使得各个模块之间能够正确的衔接。链接的过程包括了地址和空间分配，符号决议和重定位等。