Hello World!

Oct 03, 2014
我觉得程序员这个群体是非常幸运的一群人,我们生在一个技术改变世界的时代,而我们可能正做着能够改变世界的技术,这是何等的荣耀和机遇。 ——《MacTalk 人生元编程》

前言

大概每个程序员在开篇都会写一个Hello World!来作为开始。这是我的第一篇博客,就来写一写程序员眼中的Hello World!

这是一个 01 的世界

每个伟大的梦想都来自最小的尝试。秒写一个代码:hello.c
#include <stdio.h> int main() { printf("Hello world\n"); return 0; }
这段代码相信大家都很熟悉,无非就是输出一个Hello world字符串。下面我们就来分析一下这段代码。 1 预处理阶段 我们可以使用 gcc -E hello.c -o hello.i 来将预处理之后的数据存到hello.i中,或者使用>重定向到指定的文件,预处理的结果比较简单,大家可以直接看输出的结果。 2 编译阶段gcc -S hello.i -o hello.s将预处理之后的文件编译成hello.s文件。 在编译阶段,编译器检查代码的规范性、是否有语法错误等,在检查无误后,gcc 把代码翻译成汇编语言。 我们来看一下编译之后的文件
$> more hello.s
.file "hello.c" .section .rodata .LC0: .string "Hello world" .text .globl main .type main, @function main: .LFB0: .cfi_startproc pushq %rbp .cfi_def_cfa_offset 16 .cfi_offset 6, -16 movq %rsp, %rbp .cfi_def_cfa_register 6 movl $.LC0, %edi call puts movl $0, %eax popq %rbp .cfi_def_cfa 7, 8 ret .cfi_endproc .LFE0: .size main, .-main .ident "GCC: (Ubuntu 4.8.2-19ubuntu1) 4.8.2" .section .note.GNU-stack,"",@progbits
3 汇编阶段 汇编阶段将编译阶段生成的.s文件转成二进制目标代码。 gcc -c hello.s -o hello.o 生成了.o二进制文件,这时就不能使用more来进行文本查看了,可以使用objdump命令。 objdump -d hello.o
hello.o: file format elf64-x86-64 Disassembly of section .text: 0000000000000000 <main>: 0: 55 push %rbp 1: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 4: bf 00 00 00 00 mov $0x0,%edi 9: e8 00 00 00 00 callq e <main+0xe> e: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 13: 5d pop %rbp 14: c3 retq
我们可以看到,main函数的汇编代码。
4 链接阶段 最后就是链接啦,将.o文件链接成可执行文件gcc hello.o -o hello 我们仍然使用objdump命令来查看hello文件 objdump -d hello 输出比较长,我们截取 main 函数的部分来看
000000000040052d <main>: 40052d: 55 push %rbp 40052e: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp 400531: bf d4 05 40 00 mov $0x4005d4,%edi 400536: e8 d5 fe ff ff callq 400410 <puts@plt> 40053b: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax 400540: 5d pop %rbp 400541: c3 retq 400542: 66 2e 0f 1f 84 00 00 nopw %cs:0x0(%rax,%rax,1) 400549: 00 00 00 40054c: 0f 1f 40 00 nopl 0x0(%rax)
最后执行

到现在我们只是从一个Hello World程序的输出结果走马观花了一下程序运行的过程,对于过程中的每一个文件分析并没有写出,算是留一点神秘感吧,从程序数据组织,包括代码段、数据段等,到汇编代码的底层实现,计算机有着太多的东西让我们去发现和思考。正如开头所说,生在这样的一个时代是非常幸运的。但行好事,莫问前程,出发!

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