测试代码

#include<iostream>
using namespace std;
#define PI 3.14
int main(){
        //测试代码
        cout<<PI<<endl;
        cout<<"hello world"<<endl;
        return 0;
}

预处理

处理内容

删除define，展开所有宏定义
处理所有的条件预编译指令，如“#if”、“#endif”、“#ifdef”、“#elif”和“#else”。
处理“#include”预编译指令，将文件内容替换到它的位置，这个过程是递归进行的，文件中包含其他文件。
删除所有的注释，“//”和“/**/”。
保留所有的#pragma 编译器指令，编译器需要用到他们，如：#pragma once 是为了防止有文件被重复引用。
添加行号和文件标识，便于编译时编译器产生调试用的行号信息，和编译时产生编译错误或警告是能够显示行号。

示例

g++ main.cpp -E -o main.i

-E:表示预处理
-o表示目标文件

......
# 2 "main.cpp" 2

# 2 "main.cpp"
using namespace std;

int main(){

 cout<<3.14<<endl;
 cout<<"hello world"<<endl;
 return 0;
}

编译

把预编译之后生成的xxx.i或xxx.ii文件，进行一系列词法分析、语法分析、语义分析及优化后，生成相应的汇编代码文件。

词法分析：利用类似于“有限状态机”的算法，将源代码程序输入到扫描机中，将其中的字符序列分割成一系列的记号。
语法分析：语法分析器对由扫描器产生的记号，进行语法分析，产生语法树。由语法分析器输出的语法树是一种以表达式为节点的树。
语义分析：语法分析器只是完成了对表达式语法层面的分析，语义分析器则对表达式是否有意义进行判断，其分析的语义是静态语义——在编译期能分期的语义，相对应的动态语义是在运行期才能确定的语义。
优化：源代码级别的一个优化过程。
目标代码生成：由代码生成器将中间代码转换成目标机器代码，生成一系列的代码序列——汇编语言表示。
目标代码优化：目标代码优化器对上述的目标机器代码进行优化：寻找合适的寻址方式、使用位移来替代乘法运算、删除多余的指令等。

示例

g++ main.i -S -o main.s

-S 表示编译

        .file   "main.cpp"
        .text
        .section        .rodata
        .type   _ZStL19piecewise_construct, @object
        .size   _ZStL19piecewise_construct, 1
_ZStL19piecewise_construct:
        .zero   1
        .local  _ZStL8__ioinit
        .comm   _ZStL8__ioinit,1,1
.LC1:
        .string "hello world"
        .text
        .globl  main
        .type   main, @function
main:
.LFB1493:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        subq    $16, %rsp
        movq    .LC0(%rip), %rax
        movq    %rax, -8(%rbp)
        movsd   -8(%rbp), %xmm0
        leaq    _ZSt4cout(%rip), %rdi
        call    _ZNSolsEd@PLT
        movq    %rax, %rdx
        movq    _ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_@GOTPCREL(%rip), %rax
        movq    %rax, %rsi
        movq    %rdx, %rdi
        call    _ZNSolsEPFRSoS_E@PLT
        leaq    .LC1(%rip), %rsi
        leaq    _ZSt4cout(%rip), %rdi
        call    _ZStlsISt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIcT_ES5_PKc@PLT
        movq    %rax, %rdx
        movq    _ZSt4endlIcSt11char_traitsIcEERSt13basic_ostreamIT_T0_ES6_@GOTPCREL(%rip), %rax
        movq    %rax, %rsi
        movq    %rdx, %rdi
        call    _ZNSolsEPFRSoS_E@PLT
        movl    $0, %eax
        leave
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1493:
        .size   main, .-main
        .type   _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, @function
_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii:
.LFB1983:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        subq    $16, %rsp
        movl    %edi, -4(%rbp)
        movl    %esi, -8(%rbp)
        cmpl    $1, -4(%rbp)
        jne     .L5
        cmpl    $65535, -8(%rbp)
        jne     .L5
        leaq    _ZStL8__ioinit(%rip), %rdi
        call    _ZNSt8ios_base4InitC1Ev@PLT
        leaq    __dso_handle(%rip), %rdx
        leaq    _ZStL8__ioinit(%rip), %rsi
        movq    _ZNSt8ios_base4InitD1Ev@GOTPCREL(%rip), %rax
        movq    %rax, %rdi
        call    __cxa_atexit@PLT
.L5:
        nop
        leave
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1983:
        .size   _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii, .-_Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
        .type   _GLOBAL__sub_I_main, @function
_GLOBAL__sub_I_main:
.LFB1984:
        .cfi_startproc
        pushq   %rbp
        .cfi_def_cfa_offset 16
        .cfi_offset 6, -16
        movq    %rsp, %rbp
        .cfi_def_cfa_register 6
        movl    $65535, %esi
        movl    $1, %edi
        call    _Z41__static_initialization_and_destruction_0ii
        popq    %rbp
        .cfi_def_cfa 7, 8
        ret
        .cfi_endproc
.LFE1984:
        .size   _GLOBAL__sub_I_main, .-_GLOBAL__sub_I_main
        .section        .init_array,"aw"
        .align 8
        .quad   _GLOBAL__sub_I_main
        .section        .rodata
        .align 8
.LC0:
        .long   1374389535
        .long   1074339512
        .hidden __dso_handle
        .ident  "GCC: (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0"
        .section        .note.GNU-stack,"",@progbits

汇编

将汇编代码转变成机器可以执行的指令(机器码文件)。汇编器的汇编过程相对于编译器来说更简单，没有复杂的语法，也没有语义，更不需要做指令优化，只是根据汇编指令和机器指令的对照表一一翻译过来，汇编过程有汇编器as完成。经汇编之后，产生目标文件(与可执行文件格式几乎一样)xxx.o(Linux 下)、xxx.obj(Window下)。

g++ main.s -s -o main.o