第二步 確定標(biāo)準(zhǔn)庫和頭文件的位置 - 編譯器是如何工作的_編譯器的工作過程詳解

　　第二步 確定標(biāo)準(zhǔn)庫和頭文件的位置

　　源碼肯定會用到標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)（standard library）和頭文件（header）。它們可以存放在系統(tǒng)的任意目錄中，編譯器實際上沒辦法自動檢測它們的位置，只有通過配置文件才能知道。

　　編譯的第二步，就是從配置文件中知道標(biāo)準(zhǔn)庫和頭文件的位置。一般來說，配置文件會給出一個清單，列出幾個具體的目錄。等到編譯時，編譯器就按順序到這幾個目錄中，尋找目標(biāo)。

　　第三步 確定依賴關(guān)系

　　對于大型項目來說，源碼文件之間往往存在依賴關(guān)系，編譯器需要確定編譯的先后順序。假定A文件依賴于B文件，編譯器應(yīng)該保證做到下面兩點。

　　（1）只有在B文件編譯完成后，才開始編譯A文件。

　?。?）當(dāng)B文件發(fā)生變化時，A文件會被重新編譯。

　　編譯順序保存在一個叫做makefile的文件中，里面列出哪個文件先編譯，哪個文件后編譯。而makefile文件由configure腳本運行生成，這就是為什么編譯時configure必須首先運行的原因。

　　在確定依賴關(guān)系的同時，編譯器也確定了，編譯時會用到哪些頭文件。

　　第四步 頭文件的預(yù)編譯（precompilation）

　　不同的源碼文件，可能引用同一個頭文件（比如stdio.h）。編譯的時候，頭文件也必須一起編譯。為了節(jié)省時間，編譯器會在編譯源碼之前，先編譯頭文件。這保證了頭文件只需編譯一次，不必每次用到的時候，都重新編譯了。

　　不過，并不是頭文件的所有內(nèi)容，都會被預(yù)編譯。用來聲明宏的#define命令，就不會被預(yù)編譯。

　　第五步 預(yù)處理（Preprocessing）

　　預(yù)編譯完成后，編譯器就開始替換掉源碼中bash的頭文件和宏。以本文開頭的那段源碼為例，它包含頭文件stdio.h，替換后的樣子如下。

　　extern int fputs（const char *， FILE *）;

　　extern FILE *stdout;

　　int main（void）

　　{

　　fputs（“Hello， world！ ”， stdout）;

　　return 0;

　　}

　　為了便于閱讀，上面代碼只截取了頭文件中與源碼相關(guān)的那部分，即fputs和FILE的聲明，省略了stdio.h的其他部分（因為它們非常長）。另外，上面代碼的頭文件沒有經(jīng)過預(yù)編譯，而實際上，插入源碼的是預(yù)編譯后的結(jié)果。編譯器在這一步還會移除注釋。

　　這一步稱為“預(yù)處理”（Preprocessing），因為完成之后，就要開始真正的處理了。

　　第六步 編譯（Compilation）

　　預(yù)處理之后，編譯器就開始生成機(jī)器碼。對于某些編譯器來說，還存在一個中間步驟，會先把源碼轉(zhuǎn)為匯編碼（assembly），然后再把匯編碼轉(zhuǎn)為機(jī)器碼。

　　下面是本文開頭的那段源碼轉(zhuǎn)成的匯編碼。

　　.file “test.c”

　　.section .rodata

　　.LC0：

　　.string “Hello， world！ ”

　　.text

　　.globl main

　　.type main， @function

　　main：

　　.LFB0：

　　.cfi_startproc

　　pushq %rbp

　　.cfi_def_cfa_offset 16

　　.cfi_offset 6， -16

　　movq %rsp， %rbp

　　.cfi_def_cfa_register 6

　　movq stdout（%rip）， %rax

　　movq %rax， %rcx

　　movl $14， %edx

　　movl $1， %esi

　　movl $.LC0， %edi

　　call fwrite

　　movl $0， %eax

　　popq %rbp

　　.cfi_def_cfa 7， 8

　　ret

　　.cfi_endproc

　　.LFE0：

　　.size main， 。-main

　　.ident “GCC： （Debian 4.9.1-19） 4.9.1”

　　.section .note.GNU-stack，“”，@progbits

　　這種轉(zhuǎn)碼后的文件稱為對象文件（object file）。