Linux下Hello程序全程解析：从预处理到执行

本篇文档是关于HIT-ICS（假设是香港理工大学信息技术学院）2021年的计算机系统大作业，学生张宏轩针对"程序人生-Hello's P2P"这一主题撰写的论文。该作业主要关注Hello程序在Linux系统中的生命周期，详细解析了程序从源代码hello.c经过预处理、编译、汇编和链接生成可执行文件的过程。文章结构清晰，分为六个章节： 1. **概述** - 引导读者理解Hello程序的背景，包括程序简介，实验环境（Ubuntu操作系统）和使用的工具。这部分强调了整个研究的背景和目标。 2. **预处理** - 研究预处理在程序开发中的概念和作用，并通过具体实例展示如何在Ubuntu环境下使用预处理器，如GCC的`gcc -E`命令。作者深入解析预处理后的代码变化。 3. **编译** - 解释编译的原理和目的，展示了在Ubuntu下的编译命令，以及对Hello程序编译后代码的分析，包括汇编指令的介绍和不同类型的操作，如数据、全局变量、算术和控制转移等。 4. **汇编** - 深入讲解汇编语言及其作用，介绍了Ubuntu下的汇编命令，以及对生成的Hello.o文件的解析，着重讨论了目标文件的格式和链接相关概念。 5. **链接** - 阐述链接的过程和作用，包括静态和动态链接的区别，以及hello程序的虚拟地址空间和执行流程。此外，还分析了链接的重定位机制。 6. **hello进程管理** - 讨论了进程的基本概念和在Hello程序中的应用，探究了Linux系统如何对hello程序进行进程管理和存储管理，以及I/O管理。 这篇论文旨在通过实践学习和理解计算机系统的核心原理，如程序流程控制、内存管理、I/O操作和进程调度，从而深化对计算机科学与技术学院的计算学部教学内容的认识。通过实际操作和解析，作者希望读者能够更好地掌握程序从源码到可执行文件的完整生命周期。