多个.C文件被编译为一个可执行文件的详细过程
文章目录
- 多个.C文件被编译为一个可执行文件的详细过程
- 前言
- 一、一个.C文件的编译过程
- 二、多个.C文件的链接过程
- 1.文件信息
- 2.链接过程
- 3.makefile
- 总结
前言
C语言经典的 “hello world ” 程序从编写、编译到运行,看到屏幕上输出,如此简单的一行代码一个文件,估计那么你都知道它是如何运行的。在C的世界里,一个函数,一个变量都只是一砖一瓦,一个由多个C语言文件文件组成的项目又是如何从砖瓦筑到高台的?
一、一个.C文件的编译过程
一个.c文件编译过程如下所示:
1.预编译:宏定义、头文件展开、处理条件编译真假值、去注释,得到一个纯净的C(.i)文件, 命令:gcc -E xxx.c -o xxx.i 得到纯净.i文件
2.编译:分析语法语义,优化后生成相应的汇编代码文件,也是编译种最复杂最核心的步骤, 命令:gcc -S xxx.c -oxxx.s 得到汇编.s文件
3.汇编:汇编器根据汇编指令和机器指令的对照表,将汇编文件翻译为机器可以执行的指令, 命令:gcc -c xxx.s -o xxx.o 得到二进制.o文件
4.链接:依照规定格式将多个相互依赖(函数变量访问)的C语言模块拼接为一个完整可执行文件,命令:gccxxx.o -o xxx.out生成.out文件
二、多个.C文件的链接过程
我们进阶说一下当多个相互依赖的C文件进行编译时,链接的作用,首先有这样一个main.c文件。
#include<stdio.h>
int add(int a,int b);
int main(int argv,int argc[])
{
int a,b = 1,c = 2;
a = add(b,c);
printf("hello world \n");
printf("a = %d\n",a);
return 0;
}
关于调用的函数int add(int a,int b);我们定义到fun.c中
#include<stdio.h>
int add(int a,int b)
{
return a+b;
}
现在出现两个C源文件,在实际开发中也是按照功能不同,需要将代码模块存放到不同文件中,需要注意的是编译过程却都是以单个源文件进行的,那么我们怎么编译得到想要的可执行文件呢?可以看下张图:
以上就是整个多文件编译过程
1.文件信息
分开编译形成形成两个main.o和fun.o两个可执行文件,此时已经分别完成了二进制代码的封装,我们可以看下其文件信息
使用命令:readelf -h mian.o,可以看到文件类型、属性和支持的操作系统等
使用命令:readelf -S mian.o,可以看到文件中使用的代码区域、区块、堆栈等
使用命令:objdump -s -d mian.o,可以看到 < m a i n > <main> <main>中左边是机器代码,右边是对应的汇编代码,可以看到右边两个callq分别代表printf和add函数的地址,但是此时因为还没有进行链接,所以左边对应的地址都 00 00 00 00 .
使用命令:objdump -r mian.o,可以找到代码块地址重定位表看到右侧出现了add和printf,以及puts其分别位于偏移量28、35和49的位置,地址类型和长度都为R_X86_64_PC32.
2.链接过程
我们将fun.c文件也编译为.o文件,通过命令gcc main.o fun.o -o main.out将两个.o文件编译为可执行文件,随后就可以直接运行:./main.out
链接就是将编译后的所有目标文件、静态库、动态库组合为一个可执行文件。
3.makefile
实际工程中有许多文件,我们不可能一个一个来进行编译,这就不得不说一个强大的编译工具了:Makefile,
将就上述例子,我们编写一个如下makefile:
all: main
main: main.o func.o
gcc main.o func.o -o main
main.o: main.c
gcc -c main.c
func.o: func.c
gcc -c func.c
clean:
rm -f main main.o func.o
从上至下来看,
all:main 表示所需要的目标可执行文件,
main: main.o func.o 表示需要得到目标文件main,我们需要main.o 和func.o文件,并执行命令gcc main.o func.o -o main
main.o: main.c 表示需要main.o文件,我们需要main.c文件,并执行命令 gcc -c main.c
fun.o: fun.c 表示需要fun.o文件,我们需要fun.c文件,并执行命令 gcc -c fun.c
clean:rm -f main main.o func.o表示输入clean指令,将删除main、main.o和 func.o文件
总结:makefile就是在定义一个依赖树,构建目标文件,我们需要一层一层递归寻找所有叶子文件,如果有一个文件被修改,也只会影响这一个文件的目标文件(.o文件)和其相关的被依赖文件,其他没修改过的文件不会去重新编译,非常高效,
注意:当拷贝了一个新的项目进行第一次编译时,最好先执行clean命令再重新构建,防止环境变量不匹配导致出现问题(教训)
总结
1.C语言有着严格的编码和编译过程,链接过程在编译中的位置非常重要,这种方式也演变出另外一种模式:动态库
2.makefile非常重要!非常重要! 非常重要!