一个程序是怎么变成可执行程序的？程序编译有哪些过程？都做了些什么事？

预处理 / 预编译

源文件的编译有三个小过程，预处理，编译，汇编。最后经过链接，生成可执行程序。这如果细细地讲，那就是大学中的一门课《编译原理》，这是大学中最难的一门课之一。这里讲的没有那么细，但是也绝对够用了。
下面在Linux上演示各个过程，先随便写一点代码

观察预编译，使用下面的指令生成预编译之后的文件


下面进入预编译之后的文件，看看发生了什么。

足足多了八百多行，并且包含的头文件没有了，取而代之的是一个文件地址，我们尝试打开这个文件。

打开之后可以发现除了注释，其他基本上就和.i文件中多出的内容是一样的，这里就不再进行展示对比了。
并且我们还可以发现，除了展开头文件，还删除和注释和把宏替换为了指定的符号或者数字。
所以，我们就可以总结，编译阶段基本上是做了三件事：

• 头文件的展开
• 注释的删除
• 宏替换

所以说，在预处理阶段完成的都是文本替换.

编译

输入下面的指令，可以将 .i 或者 .c 文件生成为编译后的文件，即.s文件。

进入.s文件

可以发现都是一些看不懂的汇编指令，所以我们也就可以清楚，在编译阶段，编译器将C语言代码转换为了汇编代码。
但是这个转换是非常复杂的，实际上做了四件事：语法分析，词法分析，符号汇总，语义分析。
这个符号汇总得说一下，后续在链接阶段用得到。
那么会对哪些符号进行汇总呢？其实也就那么几个。
全局变量，函数名。而局部的变量不会进行汇总，原因是局部变量在程序运行之后才进行创建，所以此时其实他们还并不存在。这就是符号汇总。

汇编

执行下面指令，进行汇编。

打开 .o 文件

可以发现都是机器才能看懂的二进制代码，所以说，在汇编阶段，将汇编代码转换为了二进制代码。
并且如果有两个源文件，比如test.c和add.c，这个时候这两个文件会生成自己的符号表，用来保存刚才编译汇总的那些符号，在test.c中定义的函数，会将这个函数以及它对应的地址放在这个文件符号表中，但是声明则不会。声明也会将函数放入符号表中，但是会给这个函数生成一个无效的地址。

所以，汇编阶段，就是将汇编代码转换为二进制代码，同时将编译阶段汇总的符号放在符号表中，后续链接阶段会用到这个符号表。

链接

输入下面指令，进行链接

这里就不需要添加什么其他的指令了，直接编译即可。编译后得到的文件就是可执行程序了，我们运行这个程序就能得到我们想要的结果了。
链接其实有两个动作：一是段表的合并，二是符号表的合并和重定位，各是什么意思呢？
合并段表：简单说一下，我们生成的add.o文件和test.o文件都是二进制的，在LInux中，它们符合elf格式。Linux下的可执行程序也是elf格式的，我们这里就是将相同格式的文件进行合并。
符号表的合并：多个符号表合并成一个符号表，每个符号选取其有效的地址。在链接阶段能不能使用这个符号，就取决于这个符号有没有一个有效的地址。
如果某个符号没有定义或者在两个源文件中都有定义，就会发生链接错误。
在C++的函数重载中，符号表中会根据函数的参数对函数名进行修饰，不用担心函数重名的问题。

总结

在预处理阶段，将头文件展开，进行注释的删除和宏替换。
在编译阶段，将C语言代码转换为汇编代码，进行：语法分析，词法分析，符号汇总和语义分析。
在汇编阶段，将汇编代码转换为二进制代码，并且进行生成符号表。
在链接阶段，生成可执行程序，合并段表并进行符号表的合成和重定位。

其他的一些小问题：
如果想深入了解，推荐书籍《程序员的自我修养》。