今年開了作業系統課，課上老師提了一個問題：從一個儲存程式程式碼的文字檔案到可執行的程式，編譯器做了啥?由於之前買過<<深入瞭解計算機系統>>這本書，剛買來時受熱就翻了其中一部分章節，其中就有講到上述所問的講解，索性就參考其上的講解寫出來

我會以一個hello.c的c程式貫穿整個文章，具體程式碼如下

#include<stdio.h>

int main(int argc,char **argv)
{
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

該程式通過編譯器編譯生成hello程式，其執行結果如下

那麼此程式從儲存它的文字檔案到可執行程式hello的中間編譯器究竟做了啥，不說話先上圖了

1.預處理階段

前處理器會將以字元#開頭的語句，修改為原始的c程式，比如hello.c中的#include

gcc -E hello.c -o hello.i

用vim開啟hello.i檔案之後如下圖
這是檔案開頭

這是檔案結尾處

我想大家一定會驚訝的發現一個簡簡單單的hello,world程式竟然會平白無辜的增加了800多行，沒錯這就是前處理器乾的，它將程式中以#開頭的stdio.h檔案的內容都加了進來
需要強調的是，經前處理器的檔案是文字檔案

2.編譯器

編譯器會將上文中提到的hello.i(預編譯好的檔案)近一步翻譯成儲存組合語言的文字，其後綴會變為.s
我們可以通過如下方式將hello.c編譯成.s檔案

gcc -S hello.c -o hello.s

開啟hello.s檔案如下圖

可以看到裡面的程式碼變為了彙編程式碼
需要注意的是.s檔案依然是文字檔案

3.彙編器

彙編器會將上述的hello.s檔案翻譯成機器語言指令，並把這些指令打包成一種叫做可重定位目標程式的格式並將結果儲存在新生成的二進位制檔案hello.o中

4.連結階

我們的程式hello中呼叫了printf函式，而printf函式存在於由c標準庫提供的名為printf.o的單獨預編譯好了的目標檔案中，所以我們要呼叫printf函式，就得通過連結器，使其通過它自己的方式將hello.o和printf.o這倆個檔案合併在一起，經過合併後的檔案就是可執行的hello檔案了