细说编译性语言的编译四大阶段

细说编译性语言的编译四大阶段

编译的四个阶段：预处理（扩展各个宏与文件）、编译（得到汇编代码）、汇编（得到机器码）、链接（得到可执行文件）

一. 编译时达到的每一个阶段

可以使用 gcc 一个 -save-temps 参数编译源代码，会把编译整个过程的中间文件保存下来，不删除。

1. 预处理阶段

# 预处理阶段：gcc -E Hello.c
    * 得到一个 *.i 后缀的文件。
    * 源代码里以 “#” 开头的命令是“预处理命令”，例如：“#define”,"#include","ifndef"等。

2. 编译阶段

# 编译阶段：gcc -S Hello.c
    * 得到一个 *.s 后缀的汇编语言的汇编代码文件。
    * 在此编译阶段中编译器会依次进行：词法分析、语法分析、代码优化、存储分配、代码生成 这五个步骤。
    * 进行的方式是“多次扫描的方式”：编译器每次扫描源代码只完成一个上面五个步骤，依次扫描进行完成上面的五个步骤。

3. 汇编阶段

# 汇编阶段：gcc -c Hello.c
    * 得到一个 *.o 后缀的目的文件。
    * 汇编阶段就是汇编器 ar 把汇编代码翻译成机器码。

4. 链接阶段

# 链接阶段：gcc Hello.c
    * 得到一个 *.o 后缀的可执行文件。
    * 链接阶段就是连接器 ld 把汇编生成的 .o 目的文件，与其他 .o 目的文件、库文件链接起来，生成可执行 .o 文件。

二. ELF文件

ELF(Executable and Linkable Format)Linux平台特有的文件，是一种对象文件的格式。

1. ELF的三种类型

   • 可执行文件(Executable File)
   • 可重定位文件(Relocatable File 后缀为 .o)
   • 共享目标文件(Shared Object File 后缀 .so)

2. ELF文件的作用

ELF文件参与程序的链接和程序的执行，所以可以从不同的角度来看 elf 格式的各文件。

• 用于编译、链接的可重定位文件：编译器和连接器会把 elf 文件看做节头表描述的节的集合，程序表头可选。

• 用于加载执行的可执行文件：加载器将把 elf 文件看做是程序头表描述的段的集合，一个段可能包含多个节，节头表可选。

• 可以使用 readelf 工具查看 ELF 文件结构细节(工具使用细节：man readelf)。