编译与链接（详细图解）
编译与链接（详细图解）
目录
一.翻译环境与运行环境
二.预编译
三.编译
四.汇编
五.链接
一.翻译环境与运行环境
从写代码到输出结果，存在两个不同的环境，即翻译环境和运行环境。在翻译环境中将源代码转化为可执行的机器指令（二进制指令），在执行环境中才是实际执行代码。其中翻译环境又包括编译和链接两大过程，编译包括：预编译，编译，汇编。运行环境就是生成可执行程序，而后产生输出结果。下图大致能展现整个过程。
在C语言的项目中，多个.c文件每个单独经过编译器，各自生成对应的目标文件，也就是.obj为后缀的目标文件（Linux中为.o），多个目标文件和链接库一起经过链接器处理得到可执行程序，这就是C语言中编译链接的基本过程。而如果将这些过程再展开详细解读，请看下图：
二.预编译
在预编译（预处理）阶段，源文件以及头文件都将处理成.i为后缀的中间文件。在此阶段，所有的#define将被删除，并且展开所有的宏定义；处理所有的条件编译指令（如 #if,#ifdef等）；处理#include预编译指令，将包含的头文件内容进行插入；删除所有注释；添加行号和文件名标识等操作。
此时的.i文件已经 不再包含宏定义，所有的宏都已经被展开，因此如果想查看宏定义或头文件是否包含正确时，可以查看预编译后的.i文件来确认。
三.编译
编译过程就是将预编译后的文件进行词法分析、语法分析、语义分析及优化，生成汇编代码文件。
词法分析：将代码语句的每个词进行定义分析，如arr[index]中，arr是标识符，[是左方括号，]是右方括号，index是标识符，如此将每个词进行分析。
语法分析：对扫描产生的记号进行语法分析，从而产生语法树。下图形象地展现了语法树的实现，语法树的每个节点都是表达式。
语义分析及优化：即对表达式的语法层面分析，这个阶段会报告错误的语法信息。此时进行语义识别，在上图语法树的基础上加以类型区分匹配。
四.汇编
汇编器是将汇编代码转转变成机器可执行的指令，每⼀个汇编语句几乎都对应⼀条机器指令。就是根据汇编指令和机器指令的对照表⼀⼀的进行翻译，也不做指令优化。
五.链接
链接是一个复杂的过程，链接需要将多个文件链接在一起生成可执行程序。链接库是指运⾏时库(它是⽀持程序运行的基本函数集合)或者第三方库。
如上图所示的C项目中的两个.c文件，每个源文件经过独自编译后都生成了自己的.o文件，但正是因为如此，在 test.c中并不知道def.c中函数和全局变量的地址，因此将目标地址搁置，等进行链接后再进行修正，得到真正的地址。这个步骤叫做重定位。