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- Build在本节，我们将讨论 GCC 是如何一步一步地将 C/C++ 语言源代码编译成二进制机器语言的。也就是 C/C++ 代码是如何变成 ELF 的。
在编译 C/C++ 时，我们常常使用 GCC 作为我们的编译器。GCC 并不是 GNU C Compiler， GCC 是一系列编译器的集合。不仅仅支持 C 语言，还支持 C++ 、 D 、 Objective-C 、 Go 等其他的编程语言。你可以用 gcc -v 来查看你的 GCC 支持哪些语言。
我们把程序从源代码到可执行文件的过程分为两步——编译和链接。在本节，我们将会学习程序是如何编译的。我们把编译的过程共分为 3 步，分别是预处理、编译和汇编。我们先来从机器的视角观察 C/C++ 源代码是怎么样的。
这是一个最简单的例子。这是一段源代码，我将其存放到 hello.c 文件中。我们在文件中输入的所有指令都是 human-friendly 的，而计算机是没有办法理解这个文本文件到底写了什么的。
#include <stdio.h>
int main(){
printf("hello, world\n"); // This prints "hello, world\n"
}
这段源代码以文本文件的形式存储在磁盘上，它在计算机眼中就是这样的：
#include<stdio.h> int main(){printf("hello, world\n");//This prints "hello, world\n"}
而实际上计算机存储的只有 0 和 1 构成的二进制数。所以在计算机眼中，用户实际上输入了一连串的二进制数。如果将这些 ASCII 字符转换成 16 进制的二进制数，就是这样的：
23696e636c7564653c737464696f2e683e20696e74206d61696e28297b7072696e7466282268656c6c6f2c20776f726c645c6e22293b2f2f54686973207072696e7473202268656c6c6f2c20776f726c645c6e22227d
我们有源程序后，我们需要“翻译”这段程序，让计算机能够理解我们想要表达的意思，这个过程就是编译。而编译的第一步，就是预处理。
我们用下面的 shell 指令对程序进行预处理：
gcc -E hello.c -o hello.i
cpp hello.c > hello.i
完成后，编译器就会生成一个 .i 文件，即中间文件(intermediate file)。那么预处理的作用是什么呢？我们把这一步骤叫做预处理，把预处理完成所得到的文件叫中间文件。不难想到，预处理阶段是程序正式进行编译的临门一脚。预处理阶段的作用是处理源文件中以 # 开头的语句。即：
#define 并展开其所定义的宏。#if、#ifdef、#endif等。#include处，可以递归方式进行处理（复制粘贴）。#pragma编译指令（编译用）。如果你打开 .i 文件，你会发现一些函数的声明、一些系统信息......各种乱七八糟的东西，这就是因为我们将头文件插入（粘贴）到 #include 的地方了。但总体上，中间文件还是可读的。只不过是将文件进行了一些加工。在中间文件中，你仍然会看到：
int main(){
printf("hello, world\n"); // Why this are not causing error?
}
此外，你还会看到 printf 的函数声明，这也解释了为什么你的程序不会报错。
extern int printf (const char *__restrict __format, ...);
在 C/C++ 中，我们指预处理完成后的 .i （.ii in C++）文件为一个个的翻译单元。
我们发现，预处理完成后，我们实际上得到的仍然是高级语言源程序。要将它编程机器可读的二进制程序，编译这一步至关重要。编译过程通过把预处理文件中的高级语言代码进行词法分析、语法分析、语义分析和优化后生成汇编代码文件。狭义上，我们把进行编译处理的程序就叫编译器。
我们用如下的命令可将程序编译为可读的汇编代码文件。
gcc -S hello.i -o hello.s
gcc -S hello.c -o hello.s
/user/lib/gcc/xxxx-linux-gnu/4.1/cc1 hello.c
尽管汇编代码仍是文本，机器无法理解这些代码，但是汇编代码和二进制机器语言代码实际上是一一对应的。你可以把 C/C++ 这种高级语言理解为在汇编语言上的进一步封装/抽象，编译器就是提供这种抽象的核心工具。
一般而言，高级语言都是机器无关的(machine-independent)。但是编译器可以将机器无关的高级语言转换成机器相关的汇编。在 x86 的机器上，编译器会将高级语言源程序编译为 x86 汇编，在 ARM 上，编译器会将高级语言程序编译成 ARM 汇编。
硬件-->（封装抽象）ISA-->（封装抽象）汇编语言-->（封装抽象）高级语言程序
此外，由于高级语言（标准库函数）提供对操作系统的屏蔽和封装，编译器的运行可能还会依赖操作系统。
机器汇编语言被称为低级语言，相比高级语言，汇编语言和机器的二进制指令之间的对应关系非常紧密。也就是说，不同机器架构上使用的汇编语言是不一样的。你可以用下面的指令得到可重定位目标文件。也就是 .o 文件，即目标文件。
gcc –c hello.s –o hello.o
gcc –c hello.c –o hello.o
as hello.s -o hello.o
生成的目标文件中，除了汇编得到的机器码（01数据）之外，还包含元数据。在链接过程中，这些选数据会供链接器使用以完成可执行文件的生成。这些元数据我们在下一节介绍。
至此，广义上的编译就算完成了。