揭秘编译和链接--C++
《程序员的自我修养--链接、装载与库》学习笔记
对应平常的应用开发，我们很少关注编译和链接过程，这些事都被IDE替我们完成了。那我们写的代码，是怎么组织起来的？最后是怎么运行起来的呢？今天跟大家一起来学习下。
代码编写完成到最后变成可执行的exe，中间需要四个步骤：预编译、编译、汇编和链接。
预编译
定义：由源文件“.cpp/.c”生成“.i”文件，这是在预编译阶段完成的；gcc -E .cpp/.c --->.i
功能：
- 展开所有的宏定义，消除“#define”；
- 处理所有的预编译指令，比如#if、#ifdef等；
- 处理#include预编译指令，将包含文件插入到该预编译的位置；
- 删除所有的注释“/**/”、"//"等；
- 添加行号和文件名标识，以便于编译时编译器产生调试用的行号信息以及错误提醒；
- 保留所有的#program编译指令，原因是编译器要使用它们；
编译
定义：由“.i”文件生成“.s”文件，生成汇编代码文件，这是在编译阶段完成的；gcc -S .i --->.s
功能：
- 词法分析：将源代码文件的字符序列划分为一系列的记号，一般词法分析产生的记号有：标识符、关键字、数字、字符串、特殊符号（加号、等号）；在识别记号的同时也将标识符放好符号表、将数字、字符放入到文字表等；有一个lex程序可以实现词法扫描，会按照之前定义好的词法规则将输入的字符串分割成记号，所以编译器不需要独立的词法扫描器；
- 语法分析：语法分析器将对产生的记号进行语法分析，产生语法树----就是以表达式尾节点的树，一步步判断如何执行表达式操作。下图为一个语法树
- 语义分析：由语法阶段完成分析的并没有赋予表达式或者其他实际的意义，比如乘法、加法、减法，必须经过语义阶段才能赋予其真正的意义；
- 字符集映射
- 逻辑翻译
- 优化后生成相应的汇编代码文件
- 汇总所有符号
汇编
定义：由“.s”文件生成的“.obj”文件，生成可重定位的二进制文件；gcc -c .s-->.o;
功能：
- 此文件中生成符号表，能够产生符号的有：所有数据都要产生符号、指令只产生一个符号（函数名）；
- 一个cpp生成一个obj
- 数据段、代码段
- 导出符号表
- 未解决符号表
- 地址重定向表
链接
定义：链接得到库（dll）或可执行文件（exe）
功能：
- 合并所有“.obj”文件的段
- 调整段偏移和段长度（按照段的属性合并，属性可以是“可读可写”、“只读”、“可读可执行”，合并后将相同属性的组织在一个页面内，比较节省空间）
- 合并符号表，进行符号解析完成后给符号分配地址；其中符号解析的意思是：所有.obj符号表中对符号引用的地方都要找到该符号定义的地方。在编译阶段，有数据的地方都是0地址，有函数的额地方都是下一行指令的偏移量-4（由于指针是4字节）；
- 可执行文件以页面对齐。
- 符号的重定位（链接核心）：将符号分配的虚拟地址写回原先未分配正确地址的地方
编译和链接图示