计算机系统大作业：Hello程序的生命周期探索

"这篇报告是基于CSAPP(Computer Systems: A Programmer's Perspective)课程的一份大作业，作者通过分析‘Hello’程序，按照HIT-ICS2022大作业模板，探讨了从源代码到运行时进程的全过程，涵盖了预处理、编译、汇编、链接、进程管理以及存储管理等多个重要知识点。报告详细阐述了程序如何在计算机系统中被创建、执行和销毁，以及涉及到的内存管理、信号处理和I/O操作。" 在这份报告中，作者首先介绍了“Hello”程序，这是一个简单的示例程序，常用于教学目的，便于理解计算机系统的基本工作原理。然后，报告详细讲解了在Ubuntu环境下进行预处理、编译、汇编和链接的步骤及相应命令，如`cpp`用于预处理，`gcc`用于编译和链接等。在每个阶段，作者都会解析Hello程序的中间产物，帮助读者理解代码如何转化为机器可执行的形式。 在链接部分，作者详细讨论了可执行文件的格式，特别是ELF（Executable and Linkable Format），并分析了链接器如何处理重定位，以及虚拟地址空间的构建。此外，还探讨了动态链接的过程，这是现代操作系统中常见的节省内存的一种方式。 接着，报告转向进程管理，讲解了进程的概念，包括其在Shell中的创建（如`fork`和`execve`系统调用）和执行过程，以及异常和信号的处理。这些内容揭示了程序如何在操作系统中以进程的形式存在，并与其他进程交互。 最后，存储管理部分详细介绍了Hello程序的内存布局，包括逻辑地址、线性地址和物理地址之间的转换，以及虚拟内存的概念，这些都是理解程序在内存中如何存储和访问的关键。 这份报告通过“Hello”程序的实例，深入浅出地阐述了计算机系统中从源代码到运行过程的多个核心概念和技术，对学习计算机系统和操作系统的学生来说是一份宝贵的参考资料。