只有170字节，最小的64位Hello World程序这样写成

// hello.c#include <stdio.h>int main() {  printf("hello, world\n");  return 0;}

• #include <stdio.h> 和 #include "stdio.h" 有什么区别？

• stdio.h 文件在哪里？里面是什么内容？

• 为什么入口是 main 函数？可以写一个程序入口不是 main 吗？

• main 的 int 返回值有什么用？是谁在处理 main 的返回值？

• printf 是谁实现的？如果不用 printf 可以做到在终端中打印字符吗？

上面这些问题其实涉及到程序的编译、链接和装载，日常工作中也许大家并不会在意。

Tip: 关于编译、链接和装载，这里想推荐一本书《程序员的自我修养》。不得不说，这个名字起得非常不好，很有哗众取宠的味道，但是书的内容是不错的，值得一看。

$ gcc hello.c -o hello$ ./hellohello, world$ ll hello-rwxr-xr-x 1 root root 16712 Nov 24 10:45 hello

Tip: 后续所有的讨论都是基于 64 位 CentOS7 操作系统。

Tip:

说起 C 语言，我想顺带提一下 UNIX。没有 C 就没有 UNIX 的成功，没有 UNIX 的成功也就没有 C 的今天。诞生于上个世纪 70 年代的 UNIX 不得不说是一项了不起的创造。

这里推荐两份关于 UNIX 的资料：

The UNIX Time-Sharing System 是1974 年由 Dennis Ritchie 和 Ken Thompson 联合发表的介绍 UNIX 的论文。不要被「论文」二字所吓到，实际上，这篇文章写得非常通俗易懂，由 UNIX 的作者们向你娓娓道来 UNIX 的核心设计理念。

The UNIX Operating System 是一段视频，看身着蓝色时尚毛衣的 Kernighan 演示 UNIX 的特性，不得不说，Kernighan 简直太帅了。

$ cat > hello.sh <<EOF#!/bin/bashecho "hello, world"EOF$ chmod +x hello.sh$ ./helo.shhello, world

$ cat <<EOF > test.js#!/usr/bin/env nodeconsole.log("hello world")EOF$ chmod +x test.js$ ./test.jshello world

$ export name=shell$ node> process.env.name'shell'$ env name=env node> process.env.name'env'

# 运行 Go 文件的指令是 `go run`，不是一个独立的程序# 所以，我们先要写一个脚本包装一下$ cat <<EOF > /usr/local/bin/rungo#!/bin/bashgo run $1EOF# 接下来写入规则告诉 binfmt_misc 使用上面的程序来加载所有# 以 .go 结尾的文件$ echo ':golang:E::go::/usr/local/bin/rungo:' > /proc/sys/fs/binfmt_misc/register# 现在我们就可以直接运行 Go 文件了$ cat << EOF > test.gopackage mainimport "fmt"func main() {  fmt.Println("hello, world")}EOF$ chmod +x test.go$ ./test.gohello, world

• 解释器路径要尽量短；

• 脚本本身用于打印的代码要尽量短。

# 假设 php 在 /usr/local/bin/php$ cd /$ ln -s /usr/local/bin/php p$ cat <<EOF > final.php#!/phello, worldEOF$ chmod +x final.php$ ./final.phphello, world$ ll final.php-rwxr-xr-x 1 root root 18 Dec  2 22:32 final.php

Tip: 64 位机器可以执行 32 位的程序，比如我们可以使用 gcc -m32 来编译 32 位程序。但这只是一个后向兼容，并没有充分利用 64 位机器的能力。

// hello.c#include <stdio.h>int main() {  printf("hello, world\n");  return 0;}

Tip:

nm 是「窥探」二进制的一个有力工具。记得之前有一次苹果调整了 iOS 的审核策略，不再允许使用了 UIWebView 的 App 提交。我们的 IPA 里面不知道哪个依赖使用了 UIWebView，导致苹果一直审核不过，每次都要二分注释、打包、提交审核，然后等待苹果的自动检查邮件告知结果，非常痛苦。

后来我想到了一个办法，就是使用 nm 查看编译出来的可执行程序，看看里面是否有 UIWebView 相关的 symbol，这大大简化了调试流程，很快就定位到问题了。

#include <stdio.h>#include <unistd.h>intnomain(){  printf("hello, world\n");  _exit(0);}

• write: 向终端打印字符实际上就是向终端对应的文件写入数据

• exit: 退出程序

char *str = "hello, world\n";voidmyprint(){  asm("movq $1, %%rax \n"      "movq $1, %%rdi \n"      "movq %0, %%rsi \n"      "movq $13, %%rdx \n"      "syscall \n"      : // no output      : "r"(str)      : "rax", "rdi", "rsi", "rdx");}voidmyexit(){  asm("movq $60, %rax \n"      "xor %rdi, %rdi \n"      "syscall \n");}intnomain(){  myprint();  myexit();}

$ readelf -S -W step4/hello.outSection Headers:  [Nr] Name              Type            Address          Off    Size   ES Flg Lk Inf Al  [ 0]                   NULL            0000000000000000 000000 000000 00      0   0  0  [ 1] .text             PROGBITS        0000000000401000 001000 00006e 00  AX  0   0 16  [ 2] .rodata           PROGBITS        0000000000402000 002000 00000e 01 AMS  0   0  1  [ 3] .eh_frame_hdr     PROGBITS        0000000000402010 002010 000024 00   A  0   0  4  [ 4] .eh_frame         PROGBITS        0000000000402038 002038 000054 00   A  0   0  8  [ 5] .data             PROGBITS        0000000000404000 003000 000008 00  WA  0   0  8  [ 6] .comment          PROGBITS        0000000000000000 003008 000022 01  MS  0   0  1  [ 7] .shstrtab         STRTAB          0000000000000000 00302a 000040 00      0   0  1

$ ld --verboseGNU ld (GNU Binutils) 2.34...  . = ALIGN(CONSTANT (MAXPAGESIZE));...  . = ALIGN(CONSTANT (MAXPAGESIZE));...

$ cat > link.lds <<EOFENTRY(nomain)SECTIONS{  . = 0x8048000 + SIZEOF_HEADERS;  tiny : { *(.text) *(.data) *(.rodata*) }  /DISCARD/ : { *(*) }}EOF

section .datamessage: db "hello, world", 0xasection .textglobal nomainnomain:  mov rax, 1  mov rdi, 1  mov rsi, message  mov rdx, 13  syscall  mov rax, 60  xor rdi, rdi  syscall

BITS 64  org 0x400000ehdr:           ; Elf64_Ehdr  db 0x7f, "ELF", 2, 1, 1, 0 ; e_ident  times 8 db 0  dw  2         ; e_type  dw  0x3e      ; e_machine  dd  1         ; e_version  dq  _start    ; e_entry  dq  phdr - $$ ; e_phoff  dq  0         ; e_shoff  dd  0         ; e_flags  dw  ehdrsize  ; e_ehsize  dw  phdrsize  ; e_phentsize  dw  1         ; e_phnum  dw  0         ; e_shentsize  dw  0         ; e_shnum  dw  0         ; e_shstrndxehdrsize  equ  $ - ehdrphdr:           ; Elf64_Phdr  dd  1         ; p_type  dd  5         ; p_flags  dq  0         ; p_offset  dq  $$        ; p_vaddr  dq  $$        ; p_paddr  dq  filesize  ; p_filesz  dq  filesize  ; p_memsz  dq  0x1000    ; p_alignphdrsize  equ  $ - phdr_start:  mov rax, 1  mov rdi, 1  mov rsi, message  mov rdx, 13  syscall  mov rax, 60  xor rdi, rdi  syscallmessage: db "hello, world", 0xafilesize  equ  $ - $$

Tip: 其实还可以继续，还有一些技巧可以进一步减小体积，因为非常的「Hack」，这里不打算说明了。有兴趣的朋友可以参考《A Whirlwind Tutorial on Creating Really Teensy ELF Executables for Linux》。

# ELF Header00:   7f 45 4c 46 02 01 01 00 # e_ident08:   00 00 00 00 00 00 00 00 # reserved10:   02 00 # e_type12:   3e 00 # e_machine14:   01 00 00 00 # e_version18:   78 00 40 00 00 00 00 00 # e_entry20:   40 00 00 00 00 00 00 00 # e_phoff28:   00 00 00 00 00 00 00 00 # e_shoff30:   00 00 00 00 # e_flags34:   40 00 # e_ehsize36:   38 00 # e_phentsize38:   01 00 # e_phnum3a:   00 00 # e_shentsize3c:   00 00 # e_shnum3e:   00 00 # e_shstrndx# Program Header40:   01 00 00 00 # p_type44:   05 00 00 00 # p_flags48:   00 00 00 00 00 00 00 00 # p_offset50:   00 00 40 00 00 00 00 00 # p_vaddr58:   00 00 40 00 00 00 00 00 # p_paddr60:   aa 00 00 00 00 00 00 00 # p_filesz68:   aa 00 00 00 00 00 00 00 # p_memsz70:   00 10 00 00 00 00 00 00 # p_align# Code78:   b8 01 00 00 00          # mov    $0x1,%eax7d:   bf 01 00 00 00          # mov    $0x1,%edi82:   48 be 9d 00 40 00 00 00 00 00    # movabs $0x40009d,%rsi8c:   ba 0d 00 00 00          # mov    $0xd,%edx91:   0f 05                   # syscall93:   b8 3c 00 00 00          # mov    $0x3c,%eax98:   48 31 ff                # xor    %rdi,%rdi9b:   0f 05                   # syscall9d:   68 65 6c 6c 6f 2c 20 77 6f 72 6c 64 0a # "hello, world\n"

可以发现 ELF Header 是 64 个字节，Program Header 是 56 字节，代码 37 个字节，最后 13 个字节是 hello, world\n 这个字符串数据。