原始碼要執行，必須先轉成二進位制的機器碼。這是編譯器的任務。
比如，下面這段原始碼（假定檔名叫做test.c）。
#include
int main(void)
要先用編譯器處理一下，才能執行。
$ gcc test.c
$ ./a.out
hello, world!
對於複雜的專案，編譯過程還必須分成三步。
$ ./configure
$ make
$ make install
本文將介紹編譯器的工作過程，也就是上面這三個命令各自的任務。我主要參考了alex smith的文章《building c projects》。需要宣告的是，本文主要針對gcc編譯器，也就是針對c和c++，不一定適用於其他語言的編譯。
編譯器在開始工作之前，需要知道當前的系統環境，比如標準庫在**、軟體的安裝位置在**、需要安裝哪些元件等等。這是因為不同計算機的系統環境不一樣，通過指定編譯引數，編譯器就可以靈活適應環境，編譯出各種環境都能執行的機器碼。這個確定編譯引數的步驟，就叫做"配置"（configure）。
這些配置資訊儲存在乙個配置檔案之中，約定俗成是乙個叫做configure的指令碼檔案。通常它是由autoconf工具生成的。編譯器通過執行這個指令碼，獲知編譯引數。
configure指令碼已經盡量考慮到不同系統的差異，並且對各種編譯引數給出了預設值。如果使用者的系統環境比較特別，或者有一些特定的需求，就需要手動向configure指令碼提供編譯引數。
$ ./configure --prefix=/www --with-mysql原始碼肯定會用到標準庫函式（standard library）和標頭檔案（header）。它們可以存放在系統的任意目錄中，編譯器實際上沒辦法自動檢測它們的位置，只有通過配置檔案才能知道。
編譯的第二步，就是從配置檔案中知道標準庫和標頭檔案的位置。一般來說，配置檔案會給出乙個清單，列出幾個具體的目錄。等到編譯時，編譯器就按順序到這幾個目錄中，尋找目標。
對於大型專案來說，原始碼檔案之間往往存在依賴關係，編譯器需要確定編譯的先後順序。假定a檔案依賴於b檔案，編譯器應該保證做到下面兩點。
1. 只有在b檔案編譯完成後，才開始編譯a檔案。
2. 當b檔案發生變化時，a檔案會被重新編譯。
編譯順序儲存在乙個叫做makefile的檔案中，裡面列出哪個檔案先編譯，哪個檔案後編譯。而makefile檔案由configure指令碼執行生成，這就是為什麼編譯時configure必須首先執行的原因。
在確定依賴關係的同時，編譯器也確定了，編譯時會用到哪些標頭檔案。
不同的原始碼檔案，可能引用同乙個標頭檔案（比如stdio.h）。編譯的時候，標頭檔案也必須一起編譯。為了節省時間，編譯器會在編譯原始碼之前，先編譯標頭檔案。這保證了標頭檔案只需編譯一次，不必每次用到的時候，都重新編譯了。
不過，並不是標頭檔案的所有內容，都會被預編譯。用來宣告巨集的#define命令，就不會被預編譯。
預編譯完成後，編譯器就開始替換掉原始碼中bash的標頭檔案和巨集。以本文開頭的那段原始碼為例，它包含標頭檔案stdio.h，替換後的樣子如下。
extern
intfputs(const
char *, file *);
extern file *stdout;
int main(void)
這一步稱為"預處理"（preprocessing），因為完成之後，就要開始真正的處理了。
預處理之後，編譯器就開始生成機器碼。對於某些編譯器來說，還存在乙個中間步驟，會先把原始碼轉為彙編碼（assembly），然後再把彙編碼轉為機器碼。
下面是本文開頭的那段原始碼轉成的彙編碼。
.file "test.c"
.section .rodata
.lc0:
.string "hello, world!\n"
.text
.globl main
.type main, @function
main:
.lfb0:
.cfi_startproc
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset 6, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register 6
movq stdout(%rip), %rax
movq %rax, %rcx
movl $14, %edx
movl $1, %esi
movl $.lc0, %edi
call fwrite
movl $0, %eax
popq %rbp
.cfi_def_cfa 7, 8
ret.cfi_endproc
.lfe0:
.size main, .-main
.ident "gcc: (debian 4.9.1-19) 4.9.1"
.section .note.gnu-stack,"",@progbits
物件檔案還不能執行，必須進一步轉成可執行檔案。如果你仔細看上一步的轉碼結果，會發現其中引用了stdout函式和fwrite函式。也就是說，程式要正常執行，除了上面的**以外，還必須有stdout和fwrite這兩個函式的**，它們是由c語言的標準庫提供的。
編譯器的下一步工作，就是把外部函式的**（通常是字尾名為.lib和.a的檔案），新增到可執行檔案中。這就叫做連線（linking）。這種通過拷貝，將外部函式庫新增到可執行檔案的方式，叫做靜態連線（static linking），後文會提到還有動態連線（dynamic linking）。
make命令的作用，就是從第四步標頭檔案預編譯開始，一直到做完這一步。
上一步的連線是在記憶體中進行的，即編譯器在記憶體中生成了可執行檔案。下一步，必須將可執行檔案儲存到使用者事先指定的安裝目錄。
表面上，這一步很簡單，就是將可執行檔案（連帶相關的資料檔案）拷貝過去就行了。但是實際上，這一步還必須完成建立目錄、儲存檔案、設定許可權等步驟。這整個的儲存過程就稱為"安裝"（installation）。
寫到這裡，原始碼編譯的整個過程就基本完成了。但是只有很少一部分使用者，願意耐著性子，從頭到尾做一遍這個過程。事實上，如果你只有原始碼可以交給使用者，他們會認定你是乙個不友好的傢伙。大部分使用者要的是乙個二進位制的可執行程式，立刻就能執行。這就要求開發者，將上一步生成的可執行檔案，做成可以分發的安裝包。
所以，編譯器還必須有生成安裝包的功能。通常是將可執行檔案（連帶相關的資料檔案），以某種目錄結構，儲存成壓縮檔案包，交給使用者。
正常情況下，到這一步，程式已經可以執行了。至於執行期間（runtime）發生的事情，與編譯器一概無關。但是，開發者可以在編譯階段選擇可執行檔案連線外部函式庫的方式，到底是靜態連線（編譯時連線），還是動態連線（執行時連線）。所以，最後還要提一下，什麼叫做動態連線。
前面已經說過，靜態連線就是把外部函式庫，拷貝到可執行檔案中。這樣做的好處是，適用範圍比較廣，不用擔心使用者機器缺少某個庫檔案；缺點是安裝包會比較大，而且多個應用程式之間，無法共享庫檔案。動態連線的做法正好相反，外部函式庫不進入安裝包，只在執行時動態引用。好處是安裝包會比較小，多個應用程式可以共享庫檔案；缺點是使用者必須事先安裝好庫檔案，而且版本和安裝位置都必須符合要求，否則就不能正常執行。
現實中，大部分軟體採用動態連線，共享庫檔案。這種動態共享的庫檔案，linux平台是字尾名為.so的檔案，windows平台是.dll檔案，mac平台是.dylib檔案。
攻城獅都應當知道的 編譯器的工作過程
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