编译链接过程
一个完整的编译链接过程包含了以下步骤：
- 预编译
- 编译
- 汇编
- 链接
预编译
预编译的处理规则如下
- 删除#define，并且展开所有的宏定义
- 处理条件预编译指令，#if/#ifdef/#elif/#else/#endif
- 递归处理#include
- 删除注释 // /注释/
- 添加行好和文件标识，以便编译时产生的错误或警告时能显示行号
- 保留#pragma编译指令，编译阶段需要使用到
gcc -E hello.c -o hello.i
编译
编译把预编译生成的文件进行一些列的词法语法分析生成汇编代码
gcc -S hello.i -o hello.s
# 或者
gcc -S hello.c -o hello.s
汇编
汇编是将汇编代码转换成机器可以执行的指令(称为目标文件)
as hello.s -o hello.o
# 或者
gcc -c hello.c -o hello.o
gcc -c hello.s -o hello.o
链接
把目标文件链接最终生成可执行文件
/Users/aron/softwares/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin/ld" -demangle -lto_library /Users/aron/softwares/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/lib/libLTO.dylib -no_deduplicate -dynamic -arch x86_64 -macosx_version_min 10.13.0 -o a.out /var/folders/nw/w87gck5x1mb57_rh9_g1cyd80000gn/T/hello-316635.o -lSystem /Users/aron/softwares/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/lib/clang/9.0.0/lib/darwin/libclang_rt.osx.a
# 去掉路径的简化版本
ld -demangle -lto_library libLTO.dylib -no_deduplicate -dynamic -arch x86_64 -macosx_version_min 10.13.0 -o a.out hello.o -lSystem libclang_rt.osx.a
其中编译过程是复杂度最高的本部分，包含了
- 词法分析
- 语法分析
- 语义分析
- 中间语言生成
编译过程展开
词法分析
源码输入到扫描器，分割为一系列的记号（Token），现成的工具lex
Yacc 与 Lex 快速入门 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/sdk/lex/
# lex-code-snipet.c 文件内容
# arrar[index] = (index + 4) * (2 + 6)
lex -t lex-code-snipet.c > lex-code-result.yyc
语法分析
把语法分析的结果转换为表达式树
现成的工具yacc
Yacc 与 Lex 快速入门 https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/sdk/lex/
语法分析
语义分析
分析语法树的表达式是否合法
静态语义分析：
- 浮点型的表达式赋值给整形表达式，隐含了转换过程
-
浮点型的表达式赋值给指针，语义分析会检测出类型不匹配编译器将会报错
语义分析
中间语言生成
源码级别会有一个优化的过程（Source Code optimizer）,优化后的语法树如下
中间语言生成
源码优化器往往将整个语法树转换成中间代码，他是语法树的顺序标识，和目标代码非常接近，与机器的运行环境无关，不包含数据的尺寸、变量的地址和寄存器名称，常见的中间代码是三地址码（Three-Address Code）
中间代码是的编译器可以被分为编译前端和编译后端
- 编译前端生成和目标机器无关的中间代码
- 编译后端把中间代码转换为目标机器的代码
模块拼装-静态链接
链接的主要内容就是把各个模块之间相互引用的部分都处理好，使得各个模块之间能够正确的衔接，链接过程包含：
- 地址空间分配
- 符号决议
- 重定位
模块拼装-静态链接
链接过程解析：
链接过程解析
- main.o 依赖 func.o foo函数
- main.o 和 func.o 分开独立编译
- main.o 预留func.o foo符号的地址
- 拼接main.o 和 func.o 是修正main.o 中预留的 foo符号的地址，这个过程称为重定位（Relocation）
这个地址修正的过程称为重定位（Relocation），每个要被修正的地方叫重定位入口（Relocation Entry）
