计算机系统基础——上机作业1

环境搭建

安装vmware虚拟机

安装ubuntu

在Ubuntu终端里编写C语言程序

打开终端：ctrl+alt+t

新建文件：vim hello.c

输入

#include <stdio.h>
#define DISPLAY "hello c!"
int main(void)
{
  printf("%s\n", DISPLAY);
  return 0;
}
ZZ（*说明：ZZ当前文件进行快速保存操作*）

退出编译模式：shift+：

输入：w保存q退出

预编译(Preprocessing)

对各种预处理指令（#include #define #ifdef 等#开始的代码行）进行处理，删除注释和多余的空白字符，生成一份新的代码

输入：gcc -E hello.c -o hello.i

1. 命令分解

• gcc ：GNU Compiler Collection（GCC）的编译器命令。
• -E ：选项表示 仅执行预处理阶段 ，不进行编译、汇编和链接。
• hello.c ：输入的C语言源文件。
• -o hello.i ：指定预处理后的输出文件名为 hello.i（.i 是预处理文件的默认后缀）。

2. 预处理阶段的作用

预处理是编译过程的第一个阶段，主要处理以下内容：

1. 头文件展开
   • 将 #include <stdio.h> 等指令替换为对应头文件的实际内容。
2. 宏展开
   • 替换 #define PI 3.14 等宏定义。
3. 条件编译
   • 处理 #ifdef, #ifndef, #endif 等条件编译指令。
4. 删除注释
   • 移除代码中的注释（// 或 /* */）。

编译(Compilation)

对代码进行语法、语义分析和错误判断，生成汇编代码文件

gcc -S hello.i -o hello.s

编译阶段的作用

在编译流程中，-S 选项对应 编译阶段 ，主要完成以下任务：

1. 语法分析 ：检查代码是否符合C语言语法规则。
2. 中间代码生成 ：将预处理后的代码转换为中间表示（如抽象语法树）。
3. 优化 ：根据优化选项（如 -O2）对代码进行优化。
4. 生成汇编代码 ：将优化后的中间代码转换为目标平台的汇编指令（如x86-64汇编）。

汇编(Assembly)

gcc -c hello.s -o hello.o

汇编阶段的作用

该命令执行 汇编阶段 ，将人类可读的汇编代码（如 mov, call 等指令）转换为 二进制机器码 ，生成目标文件（.o）。 目标文件包含：

• 机器指令（二进制代码）。
• 符号表（函数名、变量名等）。
• 未解析的引用（如外部函数 printf 的地址）。

链接(Linking/Build)

gcc hello.o -o hello

链接阶段的作用

链接器（ld）完成以下任务：

1. 合并代码和数据
   • 将 hello.o 中的机器码与标准库（如 stdio.h 中的 printf）的二进制代码合并。
2. 解析符号引用
   • 解决外部符号（如 printf）的地址，确保所有函数和全局变量正确关联。
3. 生成可执行文件格式
   • 创建符合操作系统要求的可执行文件（如Linux的ELF格式）。

程序运行

./hello

手动安装VMware tools

手动安装VMware Tools（提示VMware Tools 不再随旧版客户机操作系统的 VMware Workstation 一起提供的解决办法）_哔哩哔哩_bilibili

在线安装

如果方法一不行，可以试试方法二，我是通过方法二进行安装的。

首先更新系统已安装的软件源，以确保是最新的，在终端输入命令：

sudo apt update

然后再输入命令：

sudo apt install open-vm-tools-desktop

完成后运行upgrade命令，来升级系统中已安装的软件包(命令后面的 -y可以跳过确认询问)：

sudo apt upgrade -y

完成后进行重启，重启过后，点击菜单栏查看，变成重新安装就是成功了。