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GCC编译过程是怎样的

小樊
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2025-12-29 18:41:35
栏目: 编程语言

GCC(GNU Compiler Collection)是一个用于编译C、C++、Objective-C、Fortran、Ada等编程语言的编译器套件。GCC编译过程可以分为四个主要阶段:预处理、编译、汇编和链接。

  1. 预处理(Preprocessing): 在这个阶段,预处理器(cpp)处理源代码文件,主要完成以下任务:

    • 删除注释
    • 展开宏定义(#define)
    • 处理条件编译指令(#ifdef, #ifndef, #endif等)
    • 包含头文件(#include)
    • 生成预处理后的源代码文件(.i文件)
  2. 编译(Compilation): 编译器(cc1)将预处理后的源代码文件转换成汇编语言文件。在这个阶段,编译器会进行以下操作:

    • 词法分析:将源代码分解成一个个的词法单元(tokens)
    • 语法分析:根据语法规则将词法单元组织成语法树
    • 语义分析:检查语法树中的语义错误,如类型检查、作用域检查等
    • 中间代码生成:将语法树转换成一种中间表示(通常是GIMPLE或RTL)
    • 优化:对中间代码进行各种优化,以提高生成的目标代码的性能
  3. 汇编(Assembly): 汇编器(as)将编译阶段生成的汇编语言文件转换成目标代码文件(通常是.o文件)。目标代码文件包含了机器语言指令,但尚未链接成可执行文件。

  4. 链接(Linking): 链接器(ld)将一个或多个目标代码文件以及所需的库文件链接成一个可执行文件。在这个阶段,链接器会执行以下操作:

    • 符号解析:将目标代码文件中的符号引用与相应的符号定义关联起来
    • 地址分配:为目标代码中的符号分配内存地址
    • 重定位:根据符号的实际地址更新目标代码中的指令和数据
    • 生成可执行文件:将链接后的代码和数据打包成一个可执行文件(如ELF格式)

经过这四个阶段,GCC完成了源代码到可执行文件的编译过程。

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