一.预编译阶段（预处理，gcc -E main.cpp main.i）
输入：.cpp源码；
输出：.i预处理后的文本文件，仍然是C/C++源码文本，不是机器码。
1.#define宏展开，删除#define定义
例子：#define PI 3.14，代码里所有PI全部替换成3.14；宏请按不原地展开，之后删掉#define这一行。
注意：只是纯文本替换，不做语法检查！写错宏，预处理阶段不会报错，等到后面编译阶段才报错。
2.处理条件预编译 #if / #ifdef / #ifndef / #endif
根据条件判断，直接删掉不满足条件的代码行。
例：#ifdef WIN32 如果不是Windows平台，这一段代码直接被删掉，不会参与后续编译。
3.处理#include头文件
把#include "xxx.h"对应的整个头文件内容，原封不动复制粘贴到当前代码这个位置。
头文件会递归处理：头文件里面还包含别的头文件，继续复制。
4.删除所有注释
//单行注释和/*块注释*/全部删掉，替换成空格。注释对程序没有任何作用，预处理直接清理掉。
5.添加行号，文件名标识
就是# 行号 “文件名”标记。后面编译报错，gdb调试的时候，才能告诉你main.cpp第25行出错。如果没有这个标记，编译器分不清代码来自哪个文件哪一行。
6.保留#pragma指令
#pragma是留给特定编译器的指令，不是标准C语法。预处理不会删掉，交给后面编译器处理。
例：#pragma once防止头文件重复包含。
预处理总结：纯文本操作，不做语法检查，只是增删替换。
二.编译阶段（gcc -S main.i -o main.s）
输入：预处理后的.i文件；输出：.s汇编代码文件（文本）
一共5步：词法分析->语法分析->语义分析->代码优化->汇总符号
1.词法分析
把连续代码切成一个个[单词token]，把代码字符串切割：关键字if，变量名a，运算符+，数字10。
比如：int a = 1+2；拆成int a = 1 + 2 ；
识别非法字符，比如中文标点，这里就报错。
2.语法分析
按照C语法，生成语法树（抽象语法树AST），检查句子语法是否合法。
比如：int = 10; 变量名确实，语法错误，直接报编译错误。
3.语义分析
检查类型是否合法（重点！）
语法没问题，但类型不对在这里报错。
例如：int a = "abc"; 把字符串赋值给int，语法没问题，语义错误。
做类型检查，类型转换。
4.代码优化
对AST做优化，简化代码。
比如：int a = 1+2; 直接优化成a=3，不用运行时再计算。
5.汇总符号
收集所有符号，建立符号表。
符号：变量名，函数名。记录函数，变量在那定义，类型是什么。
编译阶段产出：汇编代码.s，是人类刻度的汇编指令文本。
三.汇编阶段（gcc -c main.s -o main.o）
输入：.s汇编代码；输出：目标文件.o（Windows叫.obj），二进制文件。
汇编器as，把汇编指令翻译成CPU能识别的二进制机器码。
1.将汇编指令翻译成二进制，划分各个section（段）
.test段：存放代码指令（函数二进制机器码）；
.data段：已经初始化的全局变量；
.bss段：未初始化全局变量，不占用目标文件空间，只记录大小。
2.生成符号表
记录本.o里面的函数，变量符号。
***重点：此时只是单个目标文件，符号没有分配最终虚拟地址！！！
如果调用别的文件的函数，汇编阶段只标记[这个符号待解析]，不知道它的真实地址。
举例：main.o调用func()，func在另一个test.o里面。汇编阶段不知道func在哪，先记下来，留给链接阶段处理。
四.链接阶段（link，gcc把多个.o合并成可执行文件）
输入：多个.o目标文件+静态库.a；输出：可执行文件a.out/main.exe
两大核心步骤：
1.合并段，合并符号表，符号解析，分配虚拟地址
（1）把所有.o里面同名section合并：所有.text合并成一个大代码段；所有.data合并成数据段。
（2）合并所有目标文件的符号表。
（3）符号解析：找到每一个符号唯一的定义。
比如：main.o引用func，链接器去其他.o里面找func的定义，找到func对应的符号。
（4）给每一个符号分配最终的虚拟地址。
2.符号重定位（最核心）
重定位：把代码里所有引用符号的地方，把原来临时占位的地址，替换成刚刚分配好的虚拟地址。
举个例子：
main函数调用func()，在main.o里面call指令的地址是占位符。
链接找到func的虚拟地址，修改call指令，填入func真正的虚拟地址。
如果链接找不到符号定义：报未定义引用undefined reference，这是链接期错误，不是编译错误！
链接的两种类型：
1.静态链接
多个目标文件.o打包归档在一起的文件，不是可执行程序。
链接阶段行为：链接器扫描你的.o目标文件，发现你调用了库里的函数，直接把被调用函数对应的那一段机器码，从静态库里面拷贝出来，合并到最终的可执行文件中。
特点：
（1）运行时不再依赖原静态库文件，库代码已经完整复制exe/a.out，拿到这个可执行文件就能直接跑，移植方便。
（2）可执行文件体积更大，因为包含了库的机器码。
（3）缺点：多个程序如果都用同一个静态库，每个程序都会单独复制一份库代码，磁盘上存在多份重复代码，浪费磁盘空间。
（4）库升级：如果静态库升级，必须重新编译链接整个项目，重新生成可执行程序，否则程序依旧使用旧版本库代码。
总结：静态链接在编译链接期，把所需要的库代码复制进可执行文件，运行不依赖库，程序体积大，多程序会重复保存库代码。
2.动态链接
动态库后缀：Linux .so，Windows .dll
链接阶段行为：
不会把库的机器码复制进可执行文件。链接器只做两件事：
1.检查你调用的函数在动态库里面是否存在，完成符号校验；
2.在可执行文件里，仅仅记录依赖哪个动态库，用到哪些函数，只留下一张“函数索引表”。
程序运行时行为：
操作系统加载可执行文件到内存之后，再根据记录的依赖信息，去磁盘找到对应的.so/.dll动态库，把动态库加载进内存，然后完成符号重定位，把函数调用绑定到动态库内函数的真实地址。
特点：
（1）磁盘上只保存一份动态库，多个应用程序可以共享内存里这一份动态库代码，节省磁盘和物理内存。
（2）可执行文件本身体积更小。
（3）库升级：替换新版本的.so/.dll文件即可，不需要重新编译链接你的程序，下次运行程序自动加载新版本库。
（4）缺点：运行环境必须存在对应的动态库文件，缺少库直接运行失败（经典报错：xxx.so not found），移植时需要连带部署动态库。
总结：动态链接编译时只记录库依赖，不复制代码；程序运行时操作系统才加载动态库，多程序共享同一份库，程序体积小，但运行环境必须有对应动态库。
