从 C 语言到最终可执行文件（HEX）过程

只看该作者 · 2024-3-15 14:58

将 C 源代码转换为最终可执行文件（通常是嵌入式系统的十六进制文件）的过程涉及几个步骤，通常由编译器和链接器管理。以下是这些步骤的概述：

1. 预处理
预处理是第一阶段，预处理器获取 C 源代码文件并处理指令（以开头的行），例如（包含头文件）、（定义宏）和条件编译指令（，，）。这个阶段的输出是一个没有这些指令的“纯”C代码，可以编译了。##include#define#ifdef#ifndef#endif
2. 编译
编译是编译器将预处理的 C 代码转换为特定于目标体系结构的汇编代码的过程。这包括解析 C 代码以了解其结构和语义，根据指定的优化级别（例如 GCC 中的、、）优化代码，然后生成汇编代码。输出是一个程序集源文件，开发人员在使用自动生成工具时通常看不到该文件。-O0-O1-O2-O3
3. 组装
汇编是汇编程序将编译阶段生成的汇编代码转换为机器代码（二进制格式）的步骤。每行汇编对应于处理器指令集中的特定操作。输出是一个对象文件，其中包含机器代码，但尚未准备好执行，因为它可能依赖于其他对象文件或库。
4. 链接
链接是最后阶段，链接器将一个或多个对象文件与库（如果需要）组合成一个可执行文件。在此阶段，链接器解析对外部函数或变量的引用。例如，如果代码调用库或其他源文件中定义的函数，则链接器会查找相应的函数代码，并确保程序中的调用指向正确的位置。输出可以是可执行的二进制文件、库，或者在嵌入式系统的上下文中，可以是准备加载到微控制器上的十六进制文件。
嵌入式系统的其他步骤
转换为十六进制：在嵌入式系统中，链接器生成的可执行二进制文件通常转换为十六进制文件（或类似格式，如或）。这个十六进制文件是十六进制格式的二进制代码的表示形式，更容易加载到微控制器或嵌入式设备上。.bin.srec

加载到设备：最后一步涉及通过编程器或引导加载程序将十六进制文件传输到目标设备。此过程特定于正在使用的设备和开发工具。

涉及的工具
编译器：例如 GNU 编译器集合，它也可以在内部调用预处理器和汇编器。gcc
汇编程序：将汇编代码转换为目标文件;有时集成到编译器工具链中。
链接器：例如在 GNU 工具链中，它执行对象文件的链接。ld
实用程序：例如用于将二进制文件转换为十六进制文件。objcopy
从源代码到十六进制文件的整个过程通常由构建系统和开发环境管理，这些环境使用针对目标平台的正确选项自动调用这些工具。