实验一：Linux下C语言程序编写及执行

//hello.c
#include <stdio.h>
int main(){int x = 1;int y = 2;int sum = x + y;printf("x+y=%d\n", sum);return 0;}

实验步骤：

步1：gcc -o hello hello.c //直接编译、链接源代码

步2：./hello //运行可执行目标文件，观察实验结果是否与预期相符

过程：1.使用vim编译器编写一个hello.c程序。

按ESC键，从编辑状态—>命令状态，进行：wq保存操作。
使用gcc命令进行编译，./hello运行该程序。

分析：实验结果与预期相符，hello.c是文件名，-o表示输出，hello是输出的文件名。

实验二：分步骤编译链接C源代码

使用实验一源代码。

步1： gcc –E hello.c –o hello.i //预处理，生成hello.i

预处理是将引用的头文件的代码加入到C语言代码中，并用实际值替换define定义的字符串，为的是能将hello更好地翻译成汇编语言。程序的预处理过程是将头文件的内容添加到程序里，所以会由原来的十几行变为三千多行。

步2： gcc –S hello.i –o hello.s //编译，生成hello.s

编译是由编译器将hello.i预处理文件翻译成hello.s编写文件的过程。其中，hello.s记录了c程序对应的汇编代码，从而便于机器识别，为下一步转换为机器代码做好条件。

步4： gcc –c hello.s –o hello.o //汇编，生成可重定位目标代码

汇编器（as）将.s汇编语言翻译成为机器语言，在这个过程中，也可以将C程序中应用的库函数一起汇编，最终形成机器可识别的并运行hello.o可执行文件

步5： gcc hello.o –o hello //链接，生成可执行目标代码

概念：链接是将各种代码和数据片段收集并组合称为一个单一文件的过程，这个文件可被加载（复制）到内存并执行。

作用：主要的任务是符号解析和重定位。链接得到的可执行文件可以被加载到内存中运行。

步6： ./hello //执行hello目标文件

步7：objdump -d hello.o > hello.o.asm //反汇编可重定位目标文件hello.o

步8：objdump -d hello > hello.asm //反汇编可执行文件hello

用编辑器分别打开文件hello.c、hello.i、hello.s、hello.o.asm和hello.asm，观察文件的内容。

分析：Hello的一生所经历的过程：第一步，预处理，将hello.c所有的头文件的相关代码合并成一个hello.i文件。第二步，编译，将hello.i或hello.c文件编译成汇编文件hello.s, c语言变成汇编语言.。第三步，汇编，将hello.s翻译成可重定位目标文件hello.o, 汇编语言加上机器代码。第四步，链接，将hello.o与库函数连接成可执行目标程序hello。第五步，Shell运行，在Shell中输入运行指令./hello运行出x+y=3。

实验思考：

1、阅读hello.o.asm 和hello.asm，思考二者联系与区别。

hello.o.asm可反汇编可重定位目标文件hello.o; hello.asm 可反汇编可执行文件hello

代码有很多相似之处，感觉两者应该可以互相转化。

2、思考C源代码语句与汇编代码的关系。

分析：我认为汇编语言是采用助记符号来编写程序的，用辅助符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。可以直接同计算机的底层软件甚至硬件进行交互。编写的代码非常难懂，不好维护，所以出现一些面向过程的语言，C就是其中之一。它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可以像汇编语言一样对位、字节和地址进行操作。

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