【Linux】程序的翻译过程

程序的翻译过程分为：预处理、编译、汇编、链接

在Linux中，我们可以用gcc命令的各种选项看到翻译的各过程，可以在每个阶段停下来，并且可以看到中间的翻译结果，这样就更便于我们理解翻译过程

1.预处理阶段

gcc -E?

gcc -E test.c -o test.i

形成一个test.i文件，文件中保存的是gcc -E产生的临时结果

头文件展开

我们的test.c文件中只有24行，结果test.i中多出800多行，那多出来的这么多是什么呢？

其实这么多代码都是从stdio.h这个头文件展开来的

在预处理阶段，编译器会将我们源代码中所需要的头文件拷贝到源文件中来，我们的头文件中可能也会包含头文件，所以可能会进行递归的拷贝，这个过程叫做头文件展开

在安装编译器的时候，C标准库的头文件一般会一并下载到/usr/include/

我们可以打开stdio.h看一下

对比一下，确实我们展开的是stdio.h

我们可以看到预处理阶段进行了宏替换，注释也被替换了

条件编译

我们现在下载的软件，大多都分为好几个版本：专业版、社区版、学生版...

那这是怎么维护的呢，如果一个版本有一份源代码，那维护起来的成本是非常大的，这就可以用条件编译来解决这个问题了，只需要维护一份代码，可以用条件编译进行代码的动态裁剪

我们在C语言阶段就有过条件编译的说明：#ifdef #elif #else #endif

具体在《C语言 预处理》专栏的条件编译有说明

C语言 预处理详解-CSDN博客

我们编译成proj.i看一下

我们可以看到，满足条件的保留，不满足条件的删除

gcc -D 动态添加宏

我们可以不在文件中宏定义，可以通过gcc -D进行命令行式的宏定义，这样我们就可以动态地向源代码添加宏

2.编译阶段

预处理的结果是test.i，是一份干净的C语言代码

gcc -S

gcc -S test.i -o test.s

gcc -S产生一个test.s的临时结果

但是这个代码我们可能看不懂，但是我们知道这是汇编语言

3.汇编阶段

gcc -c

gcc -c test.s -o test.o

gcc -c 将test.s文件转成test.o文件，.o表示.obj，在vs中我们编译文件就会产生.obj文件

产生的.obj文件叫做目标文件，这个目标文件不能直接执行，最终形成.exe可执行程序才能运行

4.链接阶段

gcc test.o -o my.exe

只有最终形成可执行文件，才可以执行

关于链接，我们有三个问题：

• 是什么？
• 为什么？
• 怎么办？?

是什么？?

链接的过程是我们的程序和库结合的过程

我们的C程序中，并没有定义“printf”的函数实现,且在预编译中包含的“stdio.h”中也只有该函数的声明,而没有定义函数的实现,那么,是在哪里实“printf”函数的呢?

最后的答案是:系统把这些函数实现都被做到名为 libc.so.6 的库文件中去了,在没有特别指定时,gcc 会到系统默认的搜索路径“/usr/lib”下进行查找,也就是链接到 libc.so.6 库函数中去,这样就能实现函数“printf”了,而这也就是链接的作用

库：语言一定要有自己的标准库

我们可以用ldd命令来看到对应的动态库

这就是我们的C标准库

在安装开发环境的时候，会安装C标准库+C头文件，这时候我们才可以包含对应的头文件，调用头文件里声明的函数

函数库

函数库一般分为静态库和动态库两种

为什么？

• 让开发站在巨人的肩膀上
• 提高开发的效率

怎么办？

链接时，两种链接方式：

• 动态链接
• 静态链接

动态链接

动态库和动态链接的优缺点

1. 不能丢失
2. 节省资源?

静态链接

静态库和静态链接的优缺点

1. 一旦形成，和库无关
2. 浪费资源?

C动态库，是默认提供的

gcc默认形成的可执行程序，默认采用动态链接

而Linux中静态库默认是没有的

安装静态库我们可以用yum指令

sudo yum install -y glibc-static libstdc++-static

这时我们就可以编译通过了

同样运行也能通过

静态链接的应用场景

由于静态链接不依赖于任何的动态库，所以在移植到其他环境中时就不需要做过多的环境检测，可以直接运行，方便部署