Hello World!

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！