C语言编译过程

示例代码

• a.c

#include <stdio.h>
#include "head.h"
/*
annotation one
annotation two
*/
extern int N;
int main(){
    printf("build test N=%d\n",N);
    printStr("abc");
    getchar();
}

• head.h

#ifndef HEAD_H
#define HEAD_H
int N=100;
void printStr(char *);
#endif

• head.c

#include<stdio.h>
void printStr(char *str){
    printf("%s\n",str);
}

预处理

处理关于 “#” 的指令

• 删除#define，展开所有宏定义。
• 处理条件预编译 #if, #ifdef, #if, #elif,#endif
• 处理“#include”预编译指令，将包含的“.h”文件插入对应位置。这可是递归进行的，文件内可能包含其他“.h”文件。
• 删除所有注释。/**/，//。
• 添加行号和文件标识符。用于显示调试信息：错误或警告的位置。
• 保留#pragma编译器指令。（1）设定编译器状态，（2）指示编译器完成一些特定的动作。
• 预处理命令$ gcc -E a.c -o a.i

...省略部分代码
# 2 "a.c" 2
# 1 "head.h" 1



# 3 "head.h"
int N=100;
void printStr(char *);
# 3 "a.c" 2




extern int N;
int main(){
 printf("build test N=%d\n",N);
 printStr("abc");
 getchar();
}

预编译结果解释
# linenum filename flags
分别对应行号、文件、标识。
flag对应的含义

1. 文件的开始
2. 文件的返回（在include另一个文件后）
3. 代表接下来的文本来自系统头文件，所以某些警告应该禁止。
4. 代表接下来的文本应该被当做包含一个隐式的extern "C 块

编译

1.高级语言->汇编代码

• 命令 gcc -S a.i -o a.s

    .file   "a.c"
    .globl  _N
    .data
    .align 4
_N:
    .long   100
    .def    ___main;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .section .rdata,"dr"
LC0:
    .ascii "build test N=%d\12\0"
LC1:
    .ascii "abc\0"
    .text
    .globl  _main
    .def    _main;  .scl    2;  .type   32; .endef
_main:
LFB10:
    .cfi_startproc
    pushl   %ebp
    .cfi_def_cfa_offset 8
    .cfi_offset 5, -8
    movl    %esp, %ebp
    .cfi_def_cfa_register 5
    andl    $-16, %esp
    subl    $16, %esp
    call    ___main
    movl    _N, %eax
    movl    %eax, 4(%esp)
    movl    $LC0, (%esp)
    call    _printf
    movl    $LC1, (%esp)
    call    _printStr
    call    _getchar
    movl    $0, %eax
    leave
    .cfi_restore 5
    .cfi_def_cfa 4, 4
    ret
    .cfi_endproc
LFE10:
    .ident  "GCC: (GNU) 5.3.0"
    .def    _printf;    .scl    2;  .type   32; .endef
    .def    _printStr;  .scl    2;  .type   32; .endef
    .def    _getchar;   .scl    2;  .type   32; .endef

2.汇编代码->机器代码

• 命令gcc -c a.s -o a.o
• 得到的结果是二进制文件。

链接

使用到了C标准库的东西“printf”，但是编译过程只是把源文件翻译成二进制而已，这个二进制还不能直接执行，这个时候就需要做一个动作，将翻译成的二进制与需要用到库绑定在一块。
函数库一般分为静态库和动态库两种

1. 静态库是指编译链接时，把库文件的代码全部加入到可执行文件中，因此生成的文件比较大，但在运行时也就不再需要库文件了。其后缀名一般为”.a”。
2. 动态库与之相反，在编译链接时并没有把库文件的代码加入到可执行文件中，而是在程序执行时由运行时链接文件加载库，这样可以节省系统的开销。动态库一般后缀名为”.so”，如前面所述的libc.so.6就是动态库。Gcc在编译时默认使用动态库。

• 命令gcc head.o a.o -o a.exe
• 得到的a.exe可直接运行。

静态库链接时搜索路径顺序：

1. ld会去找GCC命令中的参数-L
2. 再找gcc的环境变量LIBRARY_PATH
3. 再找内定目录 /lib /usr/lib /usr/local/lib 这是当初compile gcc时写在程序内的

动态链接时、执行时搜索路径顺序:

1. 编译目标代码时指定的动态库搜索路径
2. 环境变量LD_LIBRARY_PATH指定的动态库搜索路径
3. 配置文件/etc/ld.so.conf中指定的动态库搜索路径
4. 默认的动态库搜索路径/lib
5. 默认的动态库搜索路径/usr/lib

有关环境变量：

LIBRARY_PATH环境变量：指定程序静态链接库文件搜索路径
LD_LIBRARY_PATH环境变量：指定程序动态链接库文件搜索路径

说下生成静态库的方法：  
    ar cr libxxx.a file1.o file2.o  
就是把file1.o和file2.o打包生成libxxx.a静态库  
使用的时候  
    gcc test.c -L/path -lxxx -o test  
  
动态库的话：  
    gcc -fPIC -shared file1.c -o libxxx.so  
也可以分成两部来写：  
    gcc -fPIC file1.c -c //这一步生成file1.o  
    gcc -shared file1.o -o libtest.so