你知道.c是如何变成.exe的吗

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前言
程序的翻译环境和执行环境
- 一. 程序的翻译环境
  - 1. 编译
    - 1.1 预处理
      - 1.1.1 头文件包含
      - 1.1.2 注释删除
      - 1.1.3 预处理指令的文本替换
    - 1.2 翻译
    - 1.3 汇编
  - 2. 链接
    - 2.1 合并段表
    - 2.2 符号表的合并和重定位
- 二. 程序的执行环境

前言

今天我们要来探究的内容是一个或者多个源文件(.c)是如何变成一个可执行程序(.exe)的，博主将在Linux环境gcc编译器中进行分步演示，让你深入理解程序环境。

程序的翻译环境和执行环境

在ANSI C的任何一种实现中，存在两个不同的环境。

第1种是翻译环境，在这个环境中源代码被转换为可执行的机器指令。第2种是执行环境，它用于实际执行代码

我们来简单的看下示意图：

一. 程序的翻译环境

我们通常把一个或多个源文件(.c)形成一个(.exe)可执行程序叫做翻译环境，在这个环境中它其实就是将源代码转换为可执行的机器指令。我们来简单看下形成过程，首先我们创建了一个源文件，并没有编译运行这个程序。

接下来我们运行一下这段程序，我们在源文件目录下发现了Debug文件，点击进入我们看到了.obj目标文件等一些其他文件：

我们返回上一目录，点击进入Debug文件在里面我们发现了.exe可执行程序。

那如果是多个源文件组合在一起，程序运行之后它又会产生几个.obj目标文件和.exe可执行程序呢？请看下图例子：

相信大家都知道这两个源文件组合运行起来能得出正确答案，那么它到底生成了几个.obj目标文件和.exe可执行程序呢？下面我们一起来观察一下目录。

我们发现目录下出现了两个.obj目标文件，而只生成了一个可执行程序。由此，我们是不是能初步的得出一个小结论：每个源文件经过编译过程都会形成各自的.obj目标文件，但.exe可执行程序只有一个。

下面这幅图就是整个翻译环境中的各个过程了：

翻译环境可分为两个过程：翻译链接。这里我们的编译器执行编译操作，链接器执行链接操作。

组成一个程序的每个源文件通过编译过程分别转换成目标代码（object code）。
每个目标文件由链接器（linker）捆绑在一起，形成一个单一而完整的可执行程序。
链接器同时也会引入标准C函数库中任何被该程序所用到的函数，而且它可以搜索程序员个人的程序库，将其需要的函数也链接到程序中。

1. 编译

关于上述的翻译环境我们只是讲了一个大概，并没有进行深入的分析。 编译分为：预处理、翻译、汇编三个阶段。

下面我将带大家在Linux环境gcc编译器中进行深入的分析每一步的过程，有些读者可能没有学习过Linux环境中的一些命令操作，这没有关系你只要保证自己能听懂就OK。

1.1 预处理

首先我们创建一个test.c的源文件，它的代码显示如下：

而且当前目录下只有一个test.c源文件，ls可以显示到当前目录下有什么文件

接下来输入gcc -E test.c -o test.i这个指令，它代表的意思是预处理完成之后就停下来，预处理之后产生的结果都放在test.i文件中。这个文件我们可以随便取名，但是为了编码规范我们写成一般的这种形式，比如什么阶段生成什么后缀的文件名，这里就不做过多的赘述了。执行完上述指令我们查看到当前目录下出现了test.i文件。