Linux系统下C程序的生命周期：从预处理到进程管理

"哈工大ICS大作业论文详细探讨了计算机系统的生命周期，从预处理、编译、汇编、链接到进程管理和存储管理的过程，通过分析C语言程序'Hello'sP2P'在Linux系统下的执行过程，阐述了x86-64架构计算机系统的工作机制与原理。该论文适合对计算机系统原理感兴趣的读者学习。 本文首先介绍了 HelloWorld 程序的背景和所使用的开发环境及工具。接着，逐步深入到程序构建的不同阶段： 1. 预处理：这部分讲解了预处理的概念，即C语言源代码在编译之前进行的文本替换、条件编译等操作，并演示了在Ubuntu系统下如何使用cpp命令进行预处理。通过对Hello程序预处理结果的分析，展示了头文件的包含和宏定义的实际效果。 2. 编译：本章阐述了编译的作用，即将预处理后的源代码转换为汇编代码，同时介绍了gcc编译器在Ubuntu下的使用方法。通过分析Hello程序的编译结果，讨论了函数调用、变量声明等在汇编层面上的表现。 3. 汇编：汇编阶段将编译后的汇编代码转化为机器码。文中详细解释了汇编语言的作用，并演示了如何在Ubuntu下使用as汇编器。此外，还探讨了可重定位目标文件ELF格式，以及Hello.o汇编结果的结构。 4. 链接：链接过程将汇编后的对象文件合并成可执行文件，处理符号引用，完成地址的重定位。文章讲解了链接的概念，链接命令ld的使用，以及hello可执行文件的格式。特别地，分析了链接过程中虚拟地址空间的分配和重定位过程。 5. 进程管理：本章关注的是程序在操作系统中的执行，包括进程的创建（fork）和执行（execve），以及进程异常和信号处理。通过分析Hello程序的执行流程，展示了shell在其中的作用，以及进程状态的转变。 6. 存储管理：这部分详细讨论了程序在内存中的布局，包括逻辑地址到线性地址的转换（段式管理），以及Hello程序在内存中的分布情况。此外，还涉及了堆栈的使用和动态内存分配。 整篇论文结构清晰，逐步深入，为读者提供了一个全面理解计算机系统执行过程的实例，对于学习计算机系统原理和C语言编程具有很高的参考价值。通过阅读这篇论文，读者不仅可以了解程序从源代码到执行的完整流程，还能掌握Linux环境下软件开发的基本操作。"