第一章 计算机系统漫游

CSAPP

Our story will begin with “Hello, World.”

// hello.c
#include <stdio.h>
int main() 
{
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

hello 程序的生命周期是从一个高级 C 语言程序开始的。然而，为了在系统上运行 hello.c 程序，每条 C 语句都必须被其他程序转化为一系列的低级机器语言指令。然后这些指令按照一种称为可执行目标程序的格式打好包，并以 二进制磁盘文件的形式存放起来。目标程序也称为可执行目标文件。

在 Unix 系统上，从源文件到目标文件的转化是由编译器驱动程序完成的：

gcc -o hello hello.c
# 编译器驱动程序读取源程序文件 hello.c，并把它翻译成一个可执行目标文件hello。

上述指令其背后可分为四个阶段：预处理、链接、汇编、链接。这四个阶段共同构成了编译系统。

• 预处理阶段：hello.c -> hello.i，这一阶段预处理器会根据以字符#开头的命令，来修改原始程序(hello.c)。将#include <stdio.h>之类的头文件直接插入到到文本中。
• 编译阶段：hello.i -> hello.s，这一阶段编译器会将hello.i文件翻译汇编文件hello.s。
• 汇编阶段：hello.s -> hello.o，这一阶段汇编器会将hello.o文件翻译成机器指令，然后把这些指令打包成可重定位目标程序的格式，并把结果放在hello.o文件中。
• 链接阶段：hello.o + printf.o -> hello，printf函数存在于一个printf.o内，为了能够让hello程序能够调用printf函数，链接器就需要将所有需要用的的.o文件合并起来，从而得到可执行文件hello。