一個源程式到一個可執行程式的過程：預編譯、編譯、彙編、連結。
其中，編譯是主要部分，其中又分為六個部分：詞法分析、文法分析、語義分析、中間代碼生成、目标代碼生成和優化。
連結中，分為靜态連結和動态連結，本文主要是靜态連結。
一、預編譯：主要處理源代碼檔案中的以“#”開頭的預編譯指令。處理規則見下
1.删除所有的#define，展開所有的宏定義。
2.處理所有的條件預編譯指令，如“#if”、“#endif”、“#ifdef”、“#elif”和“#else”。
3.處理“#include”預編譯指令，将檔案内容替換到它的位置，這個過程是遞歸進行的，檔案中包含其他檔案。
4.删除所有的注釋，“//”和“/**/”。
5.保留所有的#pragma 編譯器指令，編譯器需要用到他們，如：#pragma once 是為了防止有檔案被重複引用。
6.添加行号和檔案辨別，便于編譯時編譯器産生調試用的行号資訊，和編譯時産生編譯錯誤或警告是能夠顯示行号。
C語言的宏替換和檔案包含的工作，不歸入編譯器的範圍，而是交給獨立的預處理器。
C語言中源代碼檔案的檔案擴充名為.c，頭檔案的檔案擴充名為.h，經預編譯之後，生成xxx.i檔案。
在C++，源代碼檔案的擴充名是.cpp或.cxx，頭檔案的檔案擴充名為.hpp，經預編譯之後，生成xxx.ii檔案。
二、編譯：把預編譯之後生成的xxx.i或xxx.ii檔案，進行一系列詞法分析、文法分析、語義分析及優化後，生成相應的彙編代碼檔案。
(結合程式來說明編譯的幾個步驟)
有C語言的源代碼如下：
arr[3] = (a+4)*(3+8);
1.詞法分析：利用類似于“有限狀态機”的算法，将源代碼程式輸入到掃描機中，将其中的字元序列分割成一系列的記号。
以上的一行C語言程式，一共有16個空字元，經掃描機掃描之後，産生了16個記号。lex可以實作詞法分析。見下表：
見上圖：
詞法分析産生的記号分類有：關鍵字、辨別符、字面量(數字、字元串)、特殊符号(加号、等号等)
2.文法分析：文法分析器對由掃描器産生的記号，進行文法分析，産生文法樹。由文法分析器輸出的文法樹是一種以表達式為節點的樹。上述的代碼就是
各種表達式的組合：指派表達式、加法表達式、乘法表達式、數組表達式和括号表達式組成的複雜表達式。yacc可以實作文法分析，根據使用者給定的規則(不同的程式設計語言對應不同的文法規則)對記号表進行解析。
整個語句被看作是一個“指派表達式”，“=”左邊是一個“數組表達式”，右邊是一個“乘法表達式”。數組表達式又由兩個符号表達式組成，符号表達式就是最小的表達式，之後同理。
在文法分析的同時，就把運算符的優先級确定了下來，如果出現表達式不合法，——各種括号不比對、表達式中缺少操作，編譯器就會報錯。
3.語義分析：文法分析器隻是完成了對表達式文法層面的分析，語義分析器則對表達式是否有意義進行判斷，其分析的語義是靜态語義——在編譯期能分期的語義，相對應的動态語義是在運作期才能确定的語義。
其中，靜态語義通常包括：聲明和類型的比對，類型的轉換，那麼語義分析就會對這些方面進行檢查，例如将一個int型指派給int*型時，語義分析程式會發現這個類型不比對，編譯器就會報錯。
經過語義分析階段之後，所有的符号都被辨別了類型(如果有些類型需要做隐式轉化，語義分析程式會在文法樹中插入相應的轉換節點)，見下圖：
這個語句中的類型都是int型，無須做轉換。
4.優化:*源代碼級别的一個優化過程*，例如該語句中的(3+8)的值可以在編譯期确定，源代碼優化器會将整個文法樹轉換成中間代碼——文法樹的順序表示，十分接近目标代碼。
中間代碼有很多種類型，最常見的是“三位址碼”和“P-代碼”,其中三位址碼的基本形式為：x = y op z，表示将變量y和z進行op操作後，指派給x，op操作可以是加減乘除等。
經優化之後的文法樹為：
該語句的三位址碼：
t1 = 3 + 8;
t2 = a + 4;
t3 = t2 * t1;
arr[3] = t3;
t1由數字11代替，省去t3，經優化或的三位址碼為：
t2 = a +4;
t2 = t2 + 11;
arr[3] = t2;
另一個關于中間代碼的要點：中間代碼使得編譯器可以被分成前端和後端，編譯器前端負責産生與機器無關的中間代碼，編譯器後端将中間代碼轉換為機器代碼。
源代碼優化去産生中間代碼标志着下面的過程都屬于編譯器後端，後端主要包括：代碼生成器和目标代碼優化器。
5.目标代碼生成：由代碼生成器将中間代碼轉換成目标機器代碼，生成一系列的代碼序列——彙編語言表示。
6.目标代碼優化：目标代碼優化器對上述的目标機器代碼進行優化：尋找合适的尋址方式、使用位移來替代乘法運算、删除多餘的指令等。
上述的六個步驟完畢之後，編譯過程也就告一段落了。最終産生了由彙編語言編寫的目标代碼。
gcc把預編譯和編譯兩個步驟合并成一個步驟。對于C語言的代碼，是用“cc1”這個程式來完成這兩步，對于C++代碼，對應的程式為“cc1plus”。gcc這個指令隻是背景程式的包裝，根據不同的參數去調用：預編譯編譯程式——cc1，彙編器——as，連接配接器——ld。
C語言的代碼，經編譯後産生的檔案名為xxx.s。
三、彙編：将彙編代碼轉變成機器可以執行的指令(機器碼檔案)。
彙編器的彙編過程相對于編譯器來說更簡單，沒有複雜的文法，也沒有語義，更不需要做指令優化，隻是根據彙編指令和機器指令的對照表一一翻譯過來，彙編過程有彙編器as完成。
經彙編之後，産生目标檔案(與可執行檔案格式幾乎一樣)xxx.o(Windows下)、xxx.obj(Linux下)。
但是，經過預編譯、編譯、彙編之後，生成機器可以執行的目标檔案之後，還有一個問題——變量a和數組arr的位址還沒有确定。這就需要連結器來搞定啦~
四、連結：
1、曆史過程：曾經，程式猿門在程式設計時，使用紙帶作為最原始的儲存設備，每當程式需要修改時，都要重新紮一條紙帶，紮孔的表示1，不紮的是0，一串串1和0就組成了各種各樣的指令——跳轉等等….
每一次的修改都非常痛苦，是以先知們就發明了彙編語言，這種程式設計語言友善之處在于符号的引用，表示跳轉指令不再需要記住一串串0和1，終于可以使用符号——foo來表示這個動作了！
随着彙編語言的普及，程式的代碼量也就開始快速膨脹了，彙編語言說它也撐不住了….不過還好，進階程式設計語言Fortran、C、C++等一個接一個地問世，語言越來越友善了，追求perfect的人們就想：代碼咋寫更好呢？可不可以把代碼按照功能的不同，分成不同的部分，便于日後的修改和重複使用呢？
有了這個啟發，程式猿們越來越得心應手，他們開始把代碼按照功能和性質劃分，分别形成不同的功能子產品，不同的子產品之間又按照各種結構來組織。
發展到如今，軟體的規模越來越大，代碼動辄數百萬行代碼，放在一個子產品那是萬萬不行的，維護起來會非常麻煩，所有現在的大型軟體往往擁有成千上萬的子產品，
子產品之間互相獨立又互相依賴。
新的問題來了，一個程式被分割成這麼多子產品，最後要怎麼把這些子產品組合形成一個單一的程式?
答案就是：子產品之間，符号的引用！
這就像是一張畫有大樹的拼圖，葉子、枝幹、根系都零散的分布在那些拼圖碎片上，想要看到完整的大樹，我們就會耐心地把那些碎片拼合在一起。
這些子產品之間同樣如此，它們依靠那些凸起和凹陷聯系在一起，最終組合成一個完整的程式，這樣的過程稱為——連結。
這樣基于符号的子產品化，使得連結過程在整個程式開發中顯得十分重要和突出…..
2、下面就靜态連結，進行分析。
1.連結：“組裝”子產品的過程。
2.連結的内容：把各個子產品之間互相引用的部分都處理好，使得各個子產品之間能夠正确地銜接。(就像拼圖，凸起和凹槽的位置一定一一對應，否則…)
3.連結的過程：位址和空間的配置設定、符号決議(也叫“符号綁定”，傾向于動态連結)和重定位
以gcc編譯器為例，看基本的連結過程：
.c檔案經過編譯器、彙編器之後得到目标檔案.o，目标檔案再與庫進行連結得到可執行檔案.out。
庫其實就是一組目标檔案的打包，這些目标檔案中都是一些常用的代碼。