g++ を使用して C/C++ コードをコンパイルするときのコンパイルの段階については非常に基本的な理解がありますが、確認、明確化、および追加の知恵の真珠をお願いします。
この一連のファイルの場合:
main.c
foo.h
foo.c
bar.h
bar.c
これらの呼び出しは次のことを行います...
g++ -c foo.c
g++ -c bar.c
g++ -c main.c
ヘッダー ファイルがソース ファイルに追加され、これらすべての .c ファイルが .o ファイルにコンパイルされます。
g++ -o main.out main.o foo.o bar.o
これで、すべての .o ファイルが 1 つの実行可能ファイルにリンクされます - main.out.
.c ファイルはオブジェクト ファイルにコンパイルされ、最終的なバイナリにリンクされます。オブジェクト ファイルは、基本的にバイナリのファイナライズされていない部分です (.c ファイルで定義された関数などのコンパイル済みマシン コードが含まれています)。
.c ファイルは、コンパイル中にヘッダー ファイルをインクルード#includeします。ヘッダー ファイルは、基本的に、ディレクティブがある場所で展開されるだけです。その意味で、.c ファイルはスタンドアロンであり、ヘッダーを個別にコンパイルする必要はありません。それらはすべて、単一のオブジェクト ファイルに変換される単一の翻訳単位の一部です。
コンパイルの最初のステップは、プリプロセッサーを実行することです。これは、 で始まるすべての行を処理する派手なテキスト マニピュレーターです(つまり、ディレクティブや条件付きs など#の展開を行います)。#include#ifdef
次に、翻訳単位のテキストがトークン化されます (これは字句解析と呼ばれます)。バイトは、たとえば「.」などの最も単純な認識可能なトークンに変換されます。はドットになり、'++' は単一の 'INCREMENT' になり、キーワードが認識され、変数名はエンティティ全体 (識別子) として解析されます。トークンにはまだ意味がありませんが、バイト ストリームよりも簡単に操作できます。
構文解析と呼ばれる次の論理的なステップでは、トークンのストリームを言語の文法 (構文) に基づいて抽象的な構造に変換します。これは、構文エラーが報告される場所です。たとえば、int a = 3;declaration(sym(a), expression(consint(3))) として解析される場合があります。
その後の次の論理的なステップは、構文構造に意味を与える意味分析です。たとえば、パーサーは同じ名前で 20 の変数宣言を生成する可能性がありますが、意味的には意味がありません。ここでは、さらに多くのエラーが報告されます。たとえば、すべての制御パスから返されない非 void 関数です。
最後に、低レベルの CPU 命令を選択して翻訳単位のセマンティック構造を実行するコード生成ステップがあります。これは実際には巨大な「ステップ」であり、最終的な命令コードが生成される前に、セマンティック データ構造 (通常は抽象構文ツリーまたは AST の形式) の下位レベル (中間) 表現へのさらなる変換が含まれる場合があります。
実際には、これらのパスの一部が組み合わされます (たとえば、トークン化は通常、構文解析フェーズ中にオンデマンドで行われ、意味的に意味のあるシンボル テーブルなどを構築することもあります)。全体に散りばめられたさまざまな最適化 (一部は統合され、一部は別のパス) もあります。たとえば、GCC はプログラムをSSA中間表現に変換して、データフロー分析を行い、コードをより最適化すると思います。
生成された命令、グローバルおよび静的変数などは、オブジェクト ファイルにダンプされます。オブジェクト ファイルは実行可能ファイルにリンクされます (グローバル変数のアドレス、他の外部オブジェクト ファイルで定義された関数、および動的/共有ライブラリはこの時点で解決され、最終的なコードで修正されます)。
これは gcc に固有のものではありません。これは、ほとんどの (すべての?) C++ (および C) コンパイラに適用されます。