谈谈helloworld 的生命周期

在我们要学习一门编程语言的时候第一个程序基本上是helloworld,但就是这个简单的程序到底是如何运行的,在此做一下记录。


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文章中的部分内容来自《深入理解计算机系统》第一章
helloworld 从到创建,执行,输出简单消息,再到终止,中间到底是如何运行的。简单介绍下。

代码

 #include<stdio.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf ("hello  world \n");
    return 0;
}

二进制文本

  • 计算机中,数据的存储我们看到的是一串英文代码,其实存储的是2进制数据,helloworld 程序的代码可以用 ASCLL码表示。再把具体的ASCLL码转为为2进制。
16进制的hello.c
  • 如图中的23对应的10进制数据为35 而35对应的为#


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程序被其他程序翻译成不同的格式

hello程序从一个高级的c程序开始因为这样更容易让人读懂。但是如果要运行hello这个程序,必须要转为编译成更低的机器语言。

  1. 在Linux 中从源程序到目标程序是由编译器完成的。


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  2. 可以用file 命令查看目标程序的详细信息

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可以看出这个程序的格式为elf(对应的Windows下的编译的为pie) 64为程序,因为处理器是向下兼容的如果要生成32位程序可以使用 (-m32)

在编译中到底经历了哪些阶段

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  1. 预处理阶段(cpp)根据以#号开头的命令,修改原始的c程序,比如helloworld 中的第一行 #include<stdio.h>命令告诉预处理器读取系统头文件stdio.h 的内容.并把他直接插入程序文本中,得到一个c程序 ,通常是以 .i 为扩张名。stdio.h 文件在Linux中的(/usr/include目录下)
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  1. 编译阶段,汇编器(ccl)为把上面的helloworld.i 反义成hello.s他包含一个汇编语言程序,用(ida查看汇编程序)
IDA查看
objdump查看
  1. 汇编阶段:把源程序的helloworld.s 翻译成机器语言指令。并将结果保存在 helloworld.o文件中,helloworld.o 是一个2进制文件
  1. 链接阶段: 源程序中的hellworld 调用了printf 函数 ,他是每一个C 编辑器提供的标准c库中的一个函数,printf 函数存在一个名为printf.o的单独的预编译好的目标文中中,而这个文件必须以某种形式合并到我们helloworld.o程序中链接器(ld)就负责这种合并。结果生产一个可执行的文件为helloworld。

ida 查看链接的printf 函数

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运行helloworld程序:

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