"这篇文档是关于计算机科学与技术专业的学生万梦丹完成的大作业,主题为'程序人生-Hello's P2P',主要探讨了C语言编写的hello程序在Linux环境下的完整运行流程,包括预处理、编译、汇编、链接以及进程管理和存储管理等多个方面。" 本文档详细阐述了C语言程序`hello`在Linux系统中的生命周期,从源代码到最终可执行文件的全过程。首先,介绍了预处理阶段,预处理是编译过程的第一步,它负责处理#include指令、宏定义以及条件编译等任务。在Ubuntu系统中,可以使用`cpp`命令进行预处理,文档解析了`hello`程序预处理后的结果。 接着,进入编译阶段,这一阶段将预处理后的.i文件转化为汇编代码(.s文件)。编译器如GCC将源代码转换成汇编语言,这个过程涉及语法检查和优化。在Ubuntu中,使用`gcc -S`命令即可完成编译。然后是汇编过程,将汇编代码转换为机器语言的可重定位目标文件(通常是.o文件),在Ubuntu下通过`as`命令完成。这里还讨论了ELF文件格式及其内容。 接下来是链接步骤,链接器将多个.o文件合并成一个可执行文件,解决外部引用,分配内存地址,并生成最终的可执行文件。在Ubuntu中,这一步通过`gcc -o`命令实现。文档详细分析了链接过程中的重定位和执行流程,以及动态链接的区别。 在进程管理部分,文章讲解了进程的概念,以及在Linux中shell(如bash)的角色和工作流程。特别地,针对`hello`程序,分析了fork()和execve()系统调用在创建和执行进程中的应用,以及异常和信号处理。 最后,深入到存储管理,讨论了`hello`程序的存储器地址空间,包括逻辑地址到线性地址的段式管理,线性地址到物理地址的页式管理,以及TLB和多级页表、三级Cache在物理内存访问中的作用。特别强调了在进程fork时内存映射的变化。 这份大作业全面且深入地剖析了C语言程序在Linux系统中的运行机制,不仅涵盖了编译原理,还涉及到操作系统层面的进程管理和内存管理,对理解计算机系统的工作原理具有重要意义。
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