Linux下Hello程序的编译执行解析
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更新于2024-08-07
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"这篇文档是HIT计算机系统大作业,主要探讨了计算机程序从源代码到执行的过程,特别是在Linux环境下,通过预处理、编译、汇编和链接等步骤,详细解析了 HelloWorld 程序的生命周期。文章分为五个章节,深入浅出地梳理了程序运行的关键知识点,包括预处理、编译、汇编、链接以及程序执行的各个阶段。作者通过实例分析了预处理后的 hello.i 文件、编译生成的 hello.s 汇编代码、汇编后的 hello.o 目标文件以及最终链接成的可执行文件 hello。此外,还介绍了shell如何通过fork和execve系统调用启动程序,以及程序加载、执行和结束时内核及shell的角色。"
这篇大作业详细阐述了计算机科学与技术中的核心概念,特别是针对计算机系统的深入理解。首先,预处理阶段介绍了cpp的作用,它将源代码中的宏定义、条件编译指令等处理,生成预处理后的中间文件hello.i。接着,编译阶段由ccl将预处理后的代码转换为汇编语言(hello.s),这个过程涉及语法分析、语义分析和优化。再之后,汇编器as将汇编代码转为机器语言的目标文件hello.o,这个文件是可重定位的ELF格式。链接阶段,ld将hello.o与其他库文件合并,生成可执行的hello程序,同时完成了地址的重定位。
在Linux操作系统中,当在shell中执行hello程序时,shell会通过fork创建一个新的子进程,并使用execve系统调用来替换子进程的地址空间,加载hello程序。程序开始执行时,内核为它分配虚拟内存,加载到物理内存中,CPU按照逻辑控制流执行main函数及其目标代码。程序结束后,shell父进程会回收资源,内核撤销相关数据结构,完成进程的生命周期。
此外,文档还讨论了动态链接的过程,解释了如何在运行时加载共享库,并分析了hello程序的虚拟地址空间布局和执行流程。这篇作业通过具体实例系统性地梳理了计算机系统的基础知识,对学习和理解程序执行原理具有很高的参考价值。
2023-05-14 上传
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2024-10-24 上传
2024-10-24 上传
Tankoldbang
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