1.程序從源文件到結果輸出的執行過程

2.預處理

預處理階段的執行操作：

預處理階段會將#define定義的常量或宏進行替換，經過預處理后的文件#define的語句就不存在；

預處理階段會將注釋進行刪除，并對行號進行標識；

預處理階段會處理#include包含的頭文件，將其內容進行插入，此過程是可以遞歸進行的，因為包含的頭文件中可能包含其它頭文件；

預處理階段會處理#if #endif #elif #ifdef #else的條件編譯指令，對表達式進行判斷處理；

預處理階段會保留所有#pragma指令。

以下為簡單例子展示,創建三個文件:Add.h,Add.c,test.c

//Add.h文件
#pragma once//防止頭文件重復包含//類似效果
//#ifndef C //判斷是否沒有定義符號M
//
//#define C //定義符號C
//
//#include<stdio.h>//重復包含多次
//#include<stdio.h>
//#include<stdio.h>
//
//#endif//結束#ifenf條件判斷指令#include<stdio.h>#ifndef M //判斷是否沒有定義符號M#define M 100//定義符號M#endif//結束#ifenf條件判斷指令#define N 200int Add(int x, int y);//函數聲明

//Add.c文件
#include"Add.h"//包含頭文件
//函數定義
int Add(int x, int y)
{return (x + y);
}

//test.c文件
#include "Add.h"//包含頭文件int main()
{//輸出兩個數的和printf("%d", Add(M, N));return 0;
}

將以上代碼在VS環境下輸入后Ctrl + S保存，打開文件保存的位置，點擊輸入cmd后回車，打開cmd.

打開cmd后需要輸入指令，將源文件轉變為.i為后綴的中間文件

gcc -E test.c -o  test.i

gcc是一個編譯器，需要下載相應的插件才可以使用，具體流程可以參考以下文章：

https://blog.csdn.net/qq_36318563/article/details/140336690

以上文章可能介紹的網站打不開，可以使用以下鏈接：MinGW下載

輸入以上指令后會生成一個test.i的文件，可以在VS2022中打開觀察

因為頭文件的插入有400多行代碼，以上就不做過多的展示，最后可以看到處理后的#define定義的常量和條件編譯指令進行了處理和替換，并將注釋刪除。

3.編譯

編譯階段會進行詞法分析，語法分析和語義分析及優化，以下面例子為參考

  arr[n] = i + 1;

3.1 詞法分析

詞法分析階段會將語句的標識符，操作符，數字進行標記，以上語句可以得到以下標記

3.2 語法分析

語法分析階段會根據標記生成語法樹，語法樹是根據表達式為節點的數。

3.3 語義分析

語義分析階段是對語法層面的意思進行轉換，包括聲明，類型的匹配和轉換等，此時會報告錯誤信息，經過語義分析后的語法樹。

3.4 生成test.s文件

對test.i的中間文件通過以下指令編譯生成test.s的文件

gcc -S test.i -o test.s

將生成的test.s文件在VS2022中打開，文件內容是匯編代碼。

	.file	"test.c".text.globl	_Add.def	_Add;	.scl	2;	.type	32;	.endef
_Add:
LFB10:.cfi_startprocpushl	%ebp.cfi_def_cfa_offset 8.cfi_offset 5, -8movl	%esp, %ebp.cfi_def_cfa_register 5movl	8(%ebp), %edxmovl	12(%ebp), %eaxaddl	%edx, %eaxpopl	%ebp.cfi_restore 5.cfi_def_cfa 4, 4ret.cfi_endproc
LFE10:.def	___main;	.scl	2;	.type	32;	.endef.section .rdata,"dr"
LC0:.ascii "%d\0".text.globl	_main.def	_main;	.scl	2;	.type	32;	.endef
_main:
LFB11:.cfi_startprocpushl	%ebp.cfi_def_cfa_offset 8.cfi_offset 5, -8movl	%esp, %ebp.cfi_def_cfa_register 5andl	$-16, %espsubl	$16, %espcall	___mainmovl	$200, 4(%esp)movl	$100, (%esp)call	_Addmovl	%eax, 4(%esp)movl	$LC0, (%esp)call	_printfmovl	$0, %eaxleave.cfi_restore 5.cfi_def_cfa 4, 4ret.cfi_endproc
LFE11:.ident	"GCC: (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0".def	_printf;	.scl	2;	.type	32;	.endef

4.匯編

匯編過程是將匯編代碼轉換為二進制代碼，每一條匯編語句都代表一條指令，將匯編語句與機器語句通過對照表轉換，不做任何優化，通過以下指令將test.s的文件轉換為test.o的目標文件。

gcc -c test.s -o test.o

打開test.o的文件，可以觀察到都是二進制的編碼

L?.textH? 0`.data@0?bss€0?rdataL@0@/4$P@0@/15Xt?@0@U夊婾婨衇肬夊冧饍?棖D$惹$d柩塂$?$韙擅悙%dGCC: (MinGW.org GCC-6.3.0-1) 6.3.0zR|?
A?B
I?<9A?B
u?6; @.file?gtest.c_Add _main.textF.data.bss.rdata#$X___main _printf ..rdata$zzz.eh_frame.rdata$zzz.eh_frame

5.鏈接

鏈接過程主要處理地址和空間分配，符號決議和符號重定位等操作，最后通過鏈接庫鏈接生成可執行程序。

例子：

add.c文件int n = 100;//全局變量int Add(int x,int y)
{return x + y;
}

test.c文件extern int n;//聲明外部符號
extern int Add(int ,int)//聲明外部符號int main()
{int r = Add(2,3)；printf("r = %d",r);printf("n = %d",n);return 0;
}

地址和空間分配在鏈接過程，每一個.o為后綴的文件生成后都會有對應的符號表，對于add.o文件和test.o文件如下：一般符號標記錄的是函數名和全局變量或靜態變量。

因為test.c文件中的n和Add是外部符號，在鏈接前并不確定這些外部符號的具體地址，系統會隨機分配一個虛假的地址；有了各自文件的符號表就可以進行符號的決議和重定位。

通過以上過程確定最終的符號表，再通過鏈接庫的鏈接就可以生成可執行程序，可以通過以下的指令

//因為需要test.o和Add.o文件進行鏈接，此時有了test.o文件，再生成一個Add.o的文件gcc -c Add.c -o Add.o

有了test.o和Add.o文件就可以通過鏈接庫鏈接生成可執行程序，使用以下指令

//生成一個test.exe的可執行程序
gcc test.o Add.o -o test

6.運行

運行過程需要在運行時環境下進行，可執行程序的運行必須先將程序植入內存，在操作系統中，一般由操作系統完成；調用函數時會開辟運行時堆棧（即函數棧幀的創建）,一般函數是從main函數進入，在開辟過程會保存局部變量和函數的地址，全局或靜態變量會存儲于靜態區，直到函數銷毀而銷毀，最后隨main函數的結束而終止程序 ，并輸出結果。

對應可執行程序在cmd指令中直接輸入文件名后回車即可輸出結果：

test.exe

以上內容只是編譯和鏈接的大概介紹，如果對編譯鏈接想要進一步的了解，可以參考以下書籍：

《程序員的自我修養》

其它推薦書籍：高質量c/c++編程