深入剖析Hello程序：从预处理到运行

"ICS大作业2023程序人生-Hello’s P2P" 这篇文档是哈尔滨工业大学计算机科学与技术专业的一份大作业，由学生张建华完成，指导教师为史先俊。作业主要探讨了一个简单的"Hello, World!"程序在Linux系统下的生命周期，涉及了从源代码到可执行文件的全过程，包括预处理、编译、汇编和链接等步骤。同时，文档也介绍了程序在运行过程中涉及的关键系统概念，如进程管理、存储管理和I/O管理。 在预处理阶段（Chapter 2），作者解释了预处理的概念，即在实际编译之前，如何通过预处理器cpp处理源代码，例如宏替换和头文件包含。在Ubuntu系统中，使用`cpp`命令进行预处理，并对预处理后的结果进行了分析。 接着，进入编译阶段（Chapter 3），讨论了编译器如何将预处理后的文本转换成汇编代码。在Ubuntu中，使用`gcc -E`命令只进行预处理，而`gcc -S`则会进行预处理和汇编。作者分析了编译后的`.s`文件内容，展示了汇编代码的结构。 汇编阶段（Chapter 4）中，作者阐述了汇编器的作用，它将汇编代码转换为机器语言，形成可重定位目标文件，通常为`.o`格式。在Ubuntu中，`as`命令用于汇编。解析了`.o`文件的内容，包括符号表和指令。 链接阶段（Chapter 5）是将汇编后的目标文件转化为可执行文件的过程。讲解了链接器如何合并多个目标文件，解决符号引用，生成最终的可执行文件。在Ubuntu下，使用`gcc -c`编译生成目标文件，然后用`gcc`链接生成可执行文件。分析了链接后的可执行文件格式，虚拟地址空间以及动态链接的过程。 进程管理部分（Chapter 6）详细介绍了"Hello"程序的进程生命周期，包括进程的概念，shell（如bash）的作用，`fork()`系统调用创建子进程，`execve()`系统调用加载程序，以及进程的异常和信号处理机制。 存储管理部分虽然没有在摘要中详细列出，但可以推断，它可能涵盖程序在内存中的布局，堆栈和数据段的分配，以及动态内存管理等方面的内容。 I/O管理部分则可能讨论了标准输入/输出流的使用，文件操作，以及系统调用如`read()`和`write()`在"Hello, World!"程序中的应用。 通过这份作业，读者能够深入理解计算机系统底层的工作原理，特别是程序从源代码到运行的全过程，以及程序在操作系统中的执行细节。这为后续深入学习操作系统、编译原理和系统编程提供了坚实的基础。