一、初识编译器
编译器是一个广义的概念，真正的编译器由下面几个模块组成，真正的编译器是进行语法分析和语义分析的。
二、程序被编译的过程
如下，file.i 是中间代码，file.s 是一个汇编文件，file.o 是二进制文件。
预编译
- 处理所有的注释，以空格代替
- 将所有的 #define 删除，并且展开所有的宏定义
- 处理条件编译指令
#if, #ifdef, #elif,#else,#endif - 处理 #include，展开被包含的文件
- 保留编译器需要使用的 #pragma 指令
预处理指令示例：gcc -E file.c -o file.i
编译
对预处理文件进行词法分析，语法分析和语义分析
- 词法分析：分析关键字，标示符，立即数等是否合法
- 语法分析：分析表达式是否遵循语法规则
- 语义分析：在语法分析的基础上进一步分析表达式是否合法
分析结束后进行代码优化生成相应的汇编代码文件
编译指令示例：gcc -S file.i -o file.s
汇编
- 汇编器将汇编代码转变为机器的可以执行指令
- 每条汇编语句几乎都对应一条机器指令
汇编指令示例：gcc -c file.s -o file.o
下面看一个源代码单步编译的示例：
demo.h
char* p = "Autumn";
int i = 0;demo.c
#include "demo.h"
// Begin to define macro
#define GREETING "Hello world!"
#define INC(x) x++
// End
int main()
{
p = GREETING;
INC(i);
return 0;
}输入 gcc -E demo.c -o demo.i，如下：
然后就生成了 demo.i 文件，如下：
# 1 "demo.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 1 "demo.c"
# 1 "demo.h" 1
# 9 "demo.h"
char* p = "Autumn";
int i = 0;
# 2 "demo.c" 2
# 11 "demo.c"
int main()
{
p = "Hello world!";
i++;
return 0;
}可以看到注释都没有了， demo.h 文件的全局变量被复制过来，宏也被替换掉了，#开头的信息是给后续编译器使用的。
输入gcc -S demo.i -o demo.s，如下：
然后就生成了 demo.o 文件，如下：
.file "demo.c"
.globl p
.section .rodata
.LC0:
.string "Autumn"
.data
.align 4
.type p, @object
.size p, 4
p:
.long .LC0
.globl i
.bss
.align 4
.type i, @object
.size i, 4
i:
.zero 4
.section .rodata
.LC1:
.string "Hello world!"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
movl $.LC1, p
movl i, %eax
addl $1, %eax
movl %eax, i
movl $0, %eax
popl %ebp
ret
.size main, .-main
.ident "GCC: (Ubuntu/Linaro 4.4.4-14ubuntu5.1) 4.4.5"
.section .note.GNU-stack,"",@progbits最后输入gcc -c demo.s -o demo.o，如下：
这样就生成了一个 .o 文件
最后链接器出场了，输入 gcc demo.o，如下：
这样就生成一个 a.out 文件：
这样就能运行了
三、小结
编译过程分为预处理，编译，汇编和链接四个阶段
- 预处理：处理注释，宏以及已经以 # 开头的符号
- 编译：进行词法分析，语法分析和语义分析等
- 汇编：将汇编代码翻译为机器指令的目标文件
- 链接：链接到一起生成可执行程序
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