編譯鏈結簡介

我們都知道，機器上執行的程式都是二進位制程式，但是我們編寫的c語言**卻是由乙個個字元加上某些規則「裝配」而成的文字檔案，這些文字檔案是怎麼樣轉換為二進位制程式的呢？這裡面可有大奧秘！從c原始碼檔案到二進位制檔案，大概經歷了以下幾個過程：

下面通過乙個例子來分析，這是寫好的三個原始碼檔案，三個原始碼檔案均放在用乙個目錄下：

// mainfunc.c
# include
"twonumsum.h"
intmain()
// twonumsum.h
# ifndef two_num_sum_h
# define two_num_sum_h
intaddtwonum
(int
,int);
// function declaration
# endif
// twonumsum.c
# include
"twonumsum.h"
intaddtwonum
(int x,
int y)

如果直接在命令列中輸入：

$ gcc mainfunc.c twonumsum.c -o a.out

則資料夾下會多出乙個a.out檔案，該檔案就是經過gcc編譯得到的在linux上二進位制可執行檔案。事實上，該過程在背後其實執行了四個步驟，分別是預處理、編譯、彙編和鏈結，而gcc命令也只是這些步驟對應的後台程式的包裝。那麼具體這四個階段發生了什麼呢，我們一一來看。

首先在預處理階段，可以通過以下命令來讓gcc呼叫預處理器（cpp），生成預處理後的.i檔案：

$ gcc -e mainfunc.c -o mainfunc.i $ gcc -e twonumsum.c -o twonumsum.i

生成的.i檔案如下圖：

其實，預處理過程主要是處理源**檔案中的以「#」開始的預編譯指令，主要處理規則如下：

編譯過程就是編譯程式（ccl）把預處理完的檔案經過一系列分析生成相應的.s彙編**檔案。對應命令如下：

gcc -s mainfunc.i -o mainfunc.s gcc -s twonumsum.i -o twonumsum.s

生成的.s檔案如下圖：

當然，編譯過程的細枝末節也是一門大學問了！

對於上述生成的.s檔案中的彙編**，機器自然是無法執行的，那彙編階段就是彙編器（as）將上述的彙編**彙編成機器可以執行的二進位制**，生成.o目標檔案。彙編的過程是很簡單的，沒有複雜的語法，只需要根據彙編指令和機器指令的對照表一一翻譯就可以了。對應命令如下：

$ gcc -c mainfunc.s -o mainfunc.o $ gcc -c twonumsum.s -o twonumsum.o

此時生成.o就不能用編輯器開啟檢視內容了，但是我們可以鍵入ubuntu下的file命令來看看該檔案的基本屬性：

發現生成的.o檔案是elf可重定位檔案，elf其實就是linux作業系統下的一種檔案的格式，主要有可重定位檔案，可執行檔案和共享檔案。

回想剛剛的main函式，其中呼叫了twonumsum這個函式，哎不對，經過預處理後，明明main函式檔案內也僅僅包括了twonumsum函式的宣告，並沒有它的實現，那main函式是怎麼實現呼叫的呢，其實這裡就是鏈結器（ld）發揮作用的時候了。鏈結器就是負責把各個模組之間相互引用的部分處理好，使得各個模組之間可以正確地銜接，然後生成可執行二進位制程式。對應命令如下：

$ gcc mainfunc.o twonumsum.o -o a.out

這樣就生成了可執行檔案a.out，如果輸入./a.out會發現shell沒有任何反饋，但是a.out一定是在機器內執行了哦，只是我們讓他產生輸入輸出結果而已啦！況且，根據linux哲學，沒有反饋就是最好的反饋嘛。

可以看到，兩個源**檔案mainfunc.c和twonumsum.c從預處理到編譯到彙編都是單獨進行的，直到鏈結的時候才會拼接到了一起生成最終的可執行檔案a.out。到這裡，應該對編譯鏈結幹了啥有個初步的了解了，編譯鏈結本身是乙個龐大的知識體系，如果對其有興趣，可以查閱相關資料自行學習。

編譯鏈結簡介

C語言編譯和鏈結過程簡介

編譯鏈結詳解

編譯和鏈結

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編譯鏈結詳解

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