Chapter 1: A Tour of Computer Systems

1.1 Information Is Bits + Context

#include <stdio.h>

int main() 
{
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

• Text files
  • 위 hello.c 파일처럼 ASCII 문자만을 포함한 파일
• Binary files
  • Text file이 아닌 파일

1.2 Programs Are Translated by Other Programs

into Different Forms

hello.c를 실행하기 위해선 이를 machine-language로 변환한 뒤 executable object program으로 패키징해야 한다.

Preprocessor, compiler, assembler, linker 작업을 수행하는 프로그램을 compilation system이라 한다.

1. Preprocessing phase
   1. C 프로그램을 # 으로 시작하는 directive에 따라 수정
   2. 일반적으로 .i으로 끝나는 또 다른 C 프로그램이 결과로 나옴
2. Compilation phase
   1. Assembly-language program을 포함한 hello.s 텍스트 파일로 변환
   2. 다른 high-level 언어라도 같은 assembly 언어 결과물을 내놓음
3. Assembly phase
   1. Machine-language instruction으로 변환 후 relocatable object program으로 패키징한 뒤 결과물을 hello.o 파일로 내놓음
   2. 이때 결과 파일은 binary 파일이므로 사람이 읽을 수 없음
4. Linking phase
   1. printf.o에 속하는 printf 함수는 사용할 수 있도록 이를 합치는 과정
   2. hello 파일이 결과로 생성되며 이 파일이 executable object file이다. 이제 메모리에 올려 시스템이 실행할 수 있다.

1.3 It Pays to Understand How Compilation Systems Work

왜 compilation system의 동작 방식을 이해해야 하는가?

• Optimizing program performance
  • Machine-level 코드에 대한 기초를 이해한다면 더 효율적인 코드를 작성할 수 있다.
• Understanding link-time errors
  • Linker에서 나오는 에러를 이해할 수 있다.
• Avoiding security holes
  • 프로그램 스택에 데이터가 저장되는 방식을 이해해야 안전한 프로그래밍을 할 수 있다.