四步从C源文件创建可执行文件

从C源文件创建一个可执行文件需要四个步骤：预处理、编译、汇编和链接。本文使用GCC工具来研究这些步骤，并探究它们的作用和目的。测试代码是经典入门程序“Hello, World!”。

1. 预处理（Pre-processing）

预处理是第一个步骤，由预处理器负责。预处理器是一个程序，它扫描源文件并执行各种文本替换操作。这些操作包括：

• 宏替换： 宏是一种文本替换指令。当预处理器遇到一个宏定义时，它会用宏定义中的代码替换宏调用。例如，#define PI 3.14 会使预处理器用“3.14”替换所有“PI”的出现。
• 条件编译： 条件编译允许您根据某些条件编译或不编译代码段。例如，#ifdef DEBUG 会告诉预处理器，如果“DEBUG”被定义，则编译代码段；否则，忽略该代码段。
• 文件包含： 文件包含允许您将一个文件的内容插入到另一个文件中。例如，#include <stdio.h> 会告诉预处理器将“stdio.h”文件的内容插入到当前文件中。

预处理器的输出是一个预处理过的源文件，其中包含了所有宏替换、条件编译和文件包含的结果。

2. 编译（Compiling）

编译是第二个步骤，由编译器负责。编译器是一个程序，它将预处理过的源文件翻译成汇编代码。汇编代码是一种低级语言，它与机器语言非常相似。

编译器的工作分为两个阶段：

• 词法分析： 词法分析器将预处理过的源文件分解成一系列标记（token）。标记是代码的基本组成单位，例如标识符、、操作符和标点符号。
• 语法分析： 语法分析器将标记组织成语法结构，例如表达式、语句和函数。

编译器的输出是汇编代码文件，其中包含了编译后的程序。

3. 汇编（Assembling）

汇编是第三个步骤，由汇编器负责。汇编器是一个程序，它将汇编代码文件翻译成机器语言。机器语言是计算机可以直接执行的语言。

汇编器的输出是机器语言文件，其中包含了编译后的程序。

4. 链接（Linking）

链接是最后一个步骤，由链接器负责。链接器是一个程序，它将机器语言文件与其他库文件链接在一起，以创建可执行文件。库文件包含了预编译的代码，可以被其他程序使用。

链接器的输出是可执行文件，它可以被计算机直接执行。

5. 运行（Running）

可执行文件一旦创建，就可以被计算机直接执行。当您运行一个程序时，操作系统会将程序加载到内存中，然后开始执行程序的代码。程序的代码由一系列指令组成，这些指令告诉计算机如何执行各种操作。

6. 总结

从C源文件创建一个可执行文件需要四个步骤：预处理、编译、汇编和链接。每个步骤都有其独特的作用和目的。预处理器负责执行文本替换操作，编译器负责将预处理过的源文件翻译成汇编代码，汇编器负责将汇编代码翻译成机器语言，链接器负责将机器语言文件与其他库文件链接在一起，以创建可执行文件。