哈工大2023计算机系统大作业：Hello程序全程解析

本篇文章是哈工大计算机科学与技术学院2023年春季的一份计算机系统大作业，由学生王宇完成，指导教师为刘宏伟，针对的是"Hello's P2P"的专业信息安全课程。作业主题围绕Linux系统下Hello程序的生命周期展开，详细地探讨了预处理、编译、汇编和链接等关键步骤，以及它们在构建可执行文件过程中的作用。 第1章概述了Hello程序的基本介绍，强调了在Linux环境下运行Hello程序的重要性。接下来的章节逐个深入解析了预处理阶段，包括预处理的概念、Ubuntu系统下的预处理命令，以及Hello程序预处理后的结果分析。 编译部分解释了编译的原理和作用，展示了在Ubuntu上执行编译指令的过程，并解析了Hello程序编译后的结果。然后是汇编章节，讲解了汇编的概念，如何在Ubuntu环境中执行汇编操作，以及Hello.o文件的形成和解析。 第五章着重于链接，讨论了链接的概念、Ubuntu下的链接命令，以及可执行目标文件的结构。文章分析了Hello程序的虚拟地址空间、链接过程中的重定位，以及动态链接的特性。此外，还介绍了Hello进程的管理，如进程的概念、Shell（bash）的作用，以及Hello程序如何通过fork和execve创建和执行子进程。 存储管理是文章的重要组成部分，章节中详细剖析了Hello程序的存储器地址空间、地址转换机制（段式管理和页式管理），以及Cache和TLB在物理内存访问中的角色。这些内容帮助读者理解Hello程序在内存中的运行方式。 总结来说，这份作业不仅涵盖了Hello程序开发的各个技术环节，还涉及到了操作系统层面的基础知识，如进程管理和存储管理，旨在提升学生的实践能力和理论理解。通过阅读这篇文章，读者可以深入了解Linux系统下程序从源代码到可执行文件的完整生命周期。