不像高級編程語言，在C語言開發(fā)中，了解其編譯鏈接過程顯得相對重要，因為C語言是較為底層的語言，很多時候我們調(diào)試C程序或者解決其它問題都可能會涉及到C編譯鏈接的相關(guān)知識，例如編譯動態(tài)庫或者靜態(tài)庫。下面我們一起來了解一下C程序的編譯鏈接過程，結(jié)合一些實例更好了解其中的原理，這里使用的編輯器是linux的vim，編譯器使用GCC。

C程序編譯的起始點為源代碼(hello.c)，結(jié)果為可執(zhí)行的字節(jié)碼文件，C程序的整體編譯鏈接過程如下圖所示：

在整個過程中，最重要的兩個環(huán)節(jié)為編譯階段和鏈接階段，編譯由編譯器完成，鏈接由鏈接器完成，編譯器的最主要功能是將C源代碼編譯成中間代碼即目標代碼，鏈接器的功能是將目標代碼和庫文件代碼鏈接成可執(zhí)行代碼，即可執(zhí)行程序。鏈接器涉及的結(jié)構(gòu)不會太復(fù)雜，一般會由編譯器自動調(diào)用，我們使用編譯器編譯源代碼的時候，編譯器會自動調(diào)用鏈接器完成代碼生成。C程序詳細編譯鏈接過程如下：

下面我們就預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接進行詳細解釋，并且結(jié)合操作實例進行理解。

一、預(yù)處理(Preprocess)

預(yù)處理由預(yù)處理器(Preprocessor)負責執(zhí)行，這個過程并不對源代碼進行解析，預(yù)處理器負責掃描源代碼，處理包含頭文件，宏處理命令，條件編譯命令。總的來說有4個編譯階段：

1、替換三字符組合雙字符組

2、行處理，將源碼中的行轉(zhuǎn)義字符轉(zhuǎn)為一般的換行符

3、處理源碼中的注釋、空白等

4、處理源碼中的預(yù)處理命令和宏擴展

下面看一個簡單的C程序源碼，這個代碼定義了一個字符串，打印該字符串和該字符串的長度：

#include

#include

#include

// the first C Program

int main(int argc, char *argv[])

{

char *name = "hello"; // defined name of the user

printf("%s %ld\n", name, strlen(name)); // print the name and the length of the name

return 0;

}

為了驗證這個預(yù)編譯過程，我們目前只需要關(guān)注注釋就行了，使用gcc預(yù)處理命令：gcc -E hello.c -o hello.i，-E表示執(zhí)行預(yù)處理，-o表示指定輸出文件，為什么是i后綴名？在這里你也可以取其它名字的后綴名，使用vim查看hello.i文件如下圖所示：

你會發(fā)現(xiàn)所有的注釋都沒有了，即驗證了預(yù)處理過程，但是還不夠，在這個過程中涉及到我們編寫代碼的內(nèi)容，最明顯的就是#include命令了，這是一個預(yù)處理命令，但是這是什么意思呢？首先我們要清楚C程序一般來說實現(xiàn)某一個功能的時候，會先在頭文件(.h)中聲明，后再在源文件(.c)中實現(xiàn)。那么include包含文件的具體含義是什么？就是將需要的頭文件(如string.h)包含進hello.c文件里，相當于將整個string.h頭文件的內(nèi)容復(fù)制一遍放到hello.c文件里，真的嗎？不會出錯？在C語言任何東西都需要先聲明或定義后使用，如果你先聲明一個函數(shù)但是沒有定義實現(xiàn)，調(diào)用該函數(shù)執(zhí)行預(yù)處理這里也不會出錯。

上面的代碼中我們使用了了一個strlen()函數(shù)，這個函數(shù)在string.h頭文件中，那么按照我們說的，hello.i中就會包含該函數(shù)的聲明(注意聲明和定義不是一個東西)，使用vim打開，查找一下看：

真的是這樣！另外還可以看到strtok函數(shù)，該函數(shù)用于分割字符串，也是處理字符串常用的一個函數(shù)。

預(yù)處理過程比較接近我們的代碼編程，比如有時可能會處理重復(fù)包含文件、條件編譯等問題，例如下面的條件編譯，即使run函數(shù)沒有定義，也能通過編譯該源碼并執(zhí)行，為什么呢？因為它根本就沒有參與到實際的代碼編譯。

二、編譯(Compile)

編譯使用編譯器處理，主要是將預(yù)處理好的代碼編譯成匯編代碼，這個過程比較復(fù)雜，一般來說匯編代碼就是目標代碼了，因為目標代碼是機器代碼，而匯編代碼只是機器代碼的一種助記符，這種助記符不像高級語言和機器語言的區(qū)別一樣，高級語言是有語義的，但是匯編助記符基本沒什么語義，一個匯編指令就能對應(yīng)一個機器碼。使用gcc –S hello.i –o hello.s編譯，使用vim查看hello.s文件如下圖所示：

上面的main就是main函數(shù)，從main開始執(zhí)行，另外匯編代碼是分段的，上面是數(shù)據(jù)段，下面是程序代碼段，最終的可執(zhí)行代碼也分段，它對應(yīng)于內(nèi)存分區(qū)，在C語言和其它編程語言里都涉及到內(nèi)存分區(qū)的分析，你可能聽說過棧區(qū)和堆區(qū)等，這就是可執(zhí)行代碼和內(nèi)存的聯(lián)系了。

三、匯編(Assembly)

匯編過程就是使用匯編器將匯編代碼翻譯成目標機器代碼，在這一步執(zhí)行的結(jié)果就是真的機器碼了，但是要注意，這個機器碼還不能執(zhí)行的，為什么？前面提到過，在預(yù)編譯階段僅僅是將頭文件包含進來，但是并沒有對應(yīng)實現(xiàn)的文件代碼，所以這個字節(jié)碼文件還不是最終的產(chǎn)品。

執(zhí)行匯編命令使用gcc

–c hello.s –o hello.o，使用objdump –s –d hello.o查看該字節(jié)碼文件的結(jié)構(gòu)：

這是elf文件(windows下為PE文件)，.text為代碼段，.rodata為數(shù)據(jù)段。

四、鏈接(Link)

鏈接階段使用鏈接器執(zhí)行，上面說了，預(yù)編譯中有些系統(tǒng)頭文件的實現(xiàn)沒有包含進來，那么在這一步就需要將需要的文件包含進來了，直接使用gcc hello.o –o hello即可得到最終的可執(zhí)行文件。

在這一步又有一個很重要的學(xué)問了，靜態(tài)庫和動態(tài)庫。如果使用靜態(tài)庫，那么在這一步鏈接器就會將靜態(tài)庫和本項目的字節(jié)碼文件一起打包生成最終的可執(zhí)行文件，如果使用動態(tài)庫，那么在這一步也有處理，但是不會將動態(tài)庫一起打包，而是在運行的時候才動態(tài)加載。這兩種庫開發(fā)中都會用到，一般使用其它庫都需要首先引入頭文件，為什么？和第一步預(yù)編譯有關(guān)，首先有頭文件聲明才能進行參與編譯過程，而庫文件一般都是代表實現(xiàn)頭文件的代碼生成的字節(jié)碼文件。

了解更多關(guān)于編譯和鏈接的內(nèi)容，可以查看編譯原理簡明教程：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的c语言程序链接过程,C语言简明教程（二）：C程序编译链接过程和实例对照详解...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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