编译C程序的主要步骤是什么？通过编译，我的意思是（可能是错误的）使用gcc从包含C代码的纯文本中获取二进制文件。
我很想了解这个过程的一些关键点：
到一天结束时，我需要将我的C代码转换为我的CPU应该理解的语言。那么，谁在乎了解我的 CPU特定说明？操作系统？
gcc是否将任何C转换为汇编语言？
我知道（实际猜测）对于每种处理器类型，我需要一个汇编程序，它将解释（？）汇编代码并转换为我的CPU特定指令。这个汇编程序（谁发货）在哪里？它是否附带操作系统？
如果用文本编辑器打开二进制文件，为什么我看不到0和1？
答案 0 :(得分：9)
很多事情发生：）
以下是一些关键步骤（顺便说一句，这些是我对编译的看法，以下步骤只与标准中定义的步骤有相似之处）。
预处理器在源文件上运行。
预处理器为我们做了各种各样的事情，包括：
#define）#include行所在的位置。在Linux下，执行此操作的程序为m4，使用gcc后，您可以使用-E标记在此步骤后停止。
预处理器运行后，我们有一个文件，其中包含解析器运行和检查语法所需的所有信息，并发出程序集。在Linux下，最有可能执行此操作的程序为cc1，使用gcc后，您可以使用-s标记在此步骤后停止。
程序集很可能由程序gas（GNU汇编程序）转换为目标代码，使用gcc可以在此步骤停止使用-c标志。
最后，链接器将一个或多个目标文件以及库转换为可执行文件。 Linux下的链接器通常为ld，使用gcc时没有任何特殊标志会一直运行。
答案 1 :(得分：6)
由于您特别提到'到一天结束时我需要将我的C代码转换为我的CPU应该理解的语言'，我将解释一下编译器的工作原理。
典型的编译器做了一些事情。
首先，他们做了一些叫做lexing的事情。这个步骤采用单个字符并将它们组合成“令牌”，这是下一步所理解的事物。此步骤区分语言关键字（如C中的'for'和'if'），运算符（如'+'），常量（如整数和字符串文字）以及其他内容。它的区别究竟取决于语言本身。
下一步是解析器，它获取词法分析器产生的令牌流，并（通常）将其转换为称为“抽象语法树”或AST的东西。 AST表示程序使用编译器可以导航的数据结构进行的计算。通常，AST是与语言无关的，像GCC这样的编译器可以将不同的语言解析为下一步（代码生成器）可以理解的常见AST格式。
最后，代码生成器通过AST并输出代表AST语义的代码，即实际执行AST所代表的计算的代码。
对于GCC，可能还有其他编译器，编译器实际上并不生成机器代码。相反，它输出传递给汇编程序的汇编代码。汇编程序经历了类似的lexing，解析和代码生成过程，以实际生成机器代码。毕竟，汇编程序只是一个编译汇编代码的编译器。
在C（和许多其他人）的情况下，汇编程序通常不是最后一步。汇编程序生成称为目标文件的东西，其中包含对其他目标文件或库中函数的未解析引用（如C标准库中的printf或项目中其他C文件的函数）。这些目标文件被传递给称为“链接器”的东西，它的作用是将所有目标文件组合成一个二进制文件，并解析目标文件中所有未解析的引用。
最后，在完成所有这些步骤之后，您将拥有完整的可执行二进制文件。
请注意，这是GCC和许多其他编译器工作的方式，但并不一定如此。您可以编写的任何程序都准确地接受C代码流并输出一些等效的其他代码（程序集，机器代码，甚至是javascript）的流程，这是一个编译器。
此外，这些步骤并非总是完全分开。而不是lexing和整个文件，然后解析整个结果，然后为整个AST生成代码，编译器可能会做一些lexing，然后在它有一些令牌时开始解析，然后当解析器需要更多令牌时再回到lexing 。当解析器感觉它足够了解时，它可能会在lexer为它生成更多标记之前进行一些代码生成。
答案 2 :(得分：2)
到那天结束时，我需要将我的C代码转换为我的CPU应该理解的语言。那么，谁在乎了解我的CPU特定指令呢？操作系统？
你在这里不是很清楚。如果您在询问哪个工具了解您的CPU特定指令，那么它就是汇编器，反汇编器，调试器以及其他一些工具。他们可以生成机器代码或将其转换回反汇编。
如果你问谁在乎使用哪些指令，那就是需要执行它们的处理器，因为每个指令集甚至代表了以完全不同的方式“添加两个整数”这样的通用指令。
gcc是否将任何C转换为汇编语言？
是的，C（或任何其他支持语言的程序）由GCC转换为汇编。涉及许多步骤，并且在过程中使用至少两个额外的内部表示。详细信息在GCC internals文档中进行了解释。最后，编译器“后端”生成由先前编译器传递生成的简单“模式”的汇编表示。您可以通过使用-S标志要求GCC输出此程序集。如果您没有特别要求，则自动执行下一步（组装），您只能看到最终的可执行文件。
我知道（实际猜测）对于每种处理器类型，我需要一个汇编程序来解释（？）汇编代码并转换为我的CPU特定指令。这个汇编程序（谁发货）在哪里？它是否附带操作系统？
首先请注意，每个CPU的汇编语言不同，因为它们应该代表CPU的机器语言1：1。汇编程序然后将汇编代码转换为机器代码。是谁发货的？建造它的任何人。使用GNU工具链，它是binutils包的一部分，它通常默认安装在大多数Linux发行版上。这不仅是汇编程序。另请注意，虽然GNU“suite”（GCC / binutils / gdb）支持许多体系结构，但您需要为您的体系结构使用适当的端口。例如，桌面PC的默认汇编程序无法编译/汇编为ARM机器代码。
如果用文本编辑器打开二进制文件，为什么我看不到0和1？
因为文本编辑器应该显示该0和1的文本表示。假设文件中的每个字符占用8位，它们将每个后续8位解释为单个字符，而不是显示单独的位。如果你知道在标准的8位ASCII字母'A'用值65表示，你也可以将它转换回二进制：01000001.将十六进制表示转换回二进制更容易一些。为此，您可以使用hexdump（或类似）工具。
答案 3 :(得分：1)
“到一天结束时，我需要将我的C代码转换为我的CPU应该理解的语言。那么，谁在乎了解我的CPU特定指令呢？操作系统？
CPU。
但请注意，在现代计算机上，显然单CPU只是一种幻觉。
这对于简单的C编程来说是一个很好的概念模型。
“ gcc是否将任何C转换为汇编语言？
如果你问它。选项-S将生成程序集列表。对于PC，你可以选择AT＆amp; T语法，这种语法很丑陋，有百分号，还有普通的英特尔语法。不幸的是，AT＆amp; T（可通过-masm=att IIRC选择）是默认设置，但您可以使用-masm=intel来进行普通组装。
如果你不要求它生成程序集，那么gcc可能直接从其内部抽象语法树（AST）生成目标代码。
生成汇编语言作为中间形式只会增加复杂性和低效率，所以我非常怀疑它是否会这样做。
“我知道（实际猜测）对于每种处理器类型，我需要一个汇编程序来解释（？）汇编代码并转换为我的CPU特定指令。这个汇编程序（谁发货）在哪里？它是否附带操作系统？
您不需要这样的汇编程序。但是gcc附带了汇编程序as。类Unix操作系统通常捆绑gcc和as，而Windows没有捆绑的开发人员工具。然而，微软的开发工具可以免费下载，现在（在过去一周左右），包括完整的Visual Studio IDE。 Microsoft的汇编程序是ml.exe，称为MASM，宏汇编程序（就好像没有其他宏汇编程序一样）。
“如果我用文本编辑器打开二进制文件，为什么我看不到0和1？
这取决于文本编辑器，虽然我不知道任何可以呈现0和1;文本编辑器旨在将字节解释为文本。
如果需要，您可以编写这样的文本编辑器。
虽然公平警告：它没有我能想到的实际用途。
最后关于标题中的问题，
“编译背后的主要步骤是什么？
在实践中，有两个主要步骤：编译和链接。编译步骤进一步细分为预处理和核心语言编译，即
编译→链接
......真的是
（预处理→核心语言编译）→链接
在预处理期间，源代码文件通过#include指令组合。这会生成完整的翻译单元源代码。核心语言编译将其转换为目标代码文件，其中包含带有一些未解析引用的机器代码。
然后最后，链接步骤将目标代码文件（包括库中的目标代码文件内容）组合在一起，以创建一个完整的可执行文件。