C程序编译过程及常见选项

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编译过程

1.预处理

2.编译

3.汇编

4.链接

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编译过程

通常我们可以使用gcc来生成可执行程序，命令为：gcc test.c ，默认生成可执行文件a.out，其实编译(包括链接)的命令：gcc test.c可分解为以下四个步骤：

·预处理

·编译

·汇编

·链接

1.预处理

预处理是读取C源程序，对其中的伪指令（以#开头的指令，也就是宏）和特殊符号进行“替换”处理 ，生成一个没有宏定义、没有条件编译指令、没有特殊符号的输出文件。这个文件的含义同没有经过预处理的源文件是相同的，仍然是C文件，但内容有所不同。伪指令主要包括以下三个方面：

（1）宏定义指令，如#define Name TokenString,#undef以及编译器内建的一些宏，如_DATA_,_FILE_,_LINE_,_TIME_,_FUNCTION_等。

（2）条件编译指令，如#ifdef,#ifndef,#else,#elif,#endif等。

（3）头文件包含指令，如#include "FileName"或者#include<FileName>等。

 

预处理过程主要包括以下过程：

文件包含（File Inclusion）：处理源代码中的#include指令，将指定的文件内容插入到当前文件中。

宏替换（Macro Expansion）：处理源代码中的宏定义，将宏名称替换为其对应的定义。

条件编译（Conditional Compilation）：根据条件编译指令（如#ifdef、#ifndef、#if等）判断哪些代码块需要包含在最终的编译结果中。

注释删除（Comment Removal）：去除源代码中的注释内容。

行连接（Line Concatenation）：将源代码中使用反斜杠\标记的多行代码连接成单行。

空白删除（Whitespace Removal）：去除源代码中的多余空格和制表符。

预处理指令处理（Preprocessor Directive Processing）：处理其他预处理指令，如#define、#undef、#pragma等。

生成预处理输出文件（Preprocessed Output Generation）：将预处理后的源代码输出到文件供后续编译使用。

 

通常使用以下命令来进行预处理，参数-E表示只进行预处理：

gcc -E test.c -o test.i

也可以使用以下指令完成预处理过程，其中cpp是预处理器：

cpp test.c > test.i

 

2.编译

在这个阶段，编译器将预处理后的源代码（通常是C、C++、Objective-C等高级语言）编译成汇编代码（通常是特定CPU架构的汇编指令）。

使用以下命令：

gcc -S test.i > test.s

/opt/xtools/arm920t/bin/arm-linux-gcc -S test.i > test.s

 使用PC编译器gcc就会生成x86的汇编，而使用ARM的编译器则生成ARM的汇编文件，同一份C代码不作任何修改，使用不同的编译器编译就生成在不同机器上运行的程序，这就是C程序的可移植性

 

3.汇编

在这个阶段，汇编器将汇编代码翻译成二进制机器码，生成目标文件。目标文件由段组成，通常一个目标文件中至少有两个段：

·代码段（文本段）：该段中所包含的主要是程序的指令。该段一般是可读和可执行的，一般不写

·数据段：主要存放程序中要用的各种常量、全局变量、静态的数据。一般数据段都是可读，可写，可执行的；

命令：

gcc -c test.s -o test.o

 

4.链接

在这个阶段，链接器将多个目标文件以及可能的系统库、静态库等合并在一起，生成最终的可执行文件或共享库。

命令如下：

gcc test.o -o test -static