hello程序作为C语言最经典的程序，虽然在实现上非常简单，无非就是在显示器上打印 " hello world " 几个字符，但是却需要计算机上几乎所有硬件设备以及操作系统、系统软件协同工作才能运行起来。
近几年来，在软件工程师（特别是C语言工程师）的面试过程中，对于 “ hello程序是如何运行起来的 ” 之类 的面试题不断出现，由此，在这篇博文上将”对hello程序从诞生到死亡的各个阶段发生了什么，以及计算机是如何运行该程序进行详解。
博文共分为五个部分，讲述了hello程序的一生，分别为：孕育、出生、实现 “ 码 ”生价值、休眠、死亡。
从我们开始构思hello程序的功能开始，hello程序小生命的光辉一生便已开启，直到确定hello程序的功能是在显示器上显示 " hello world "这句话时，就像一颗受精卵 ( Idea ) 在温床上着陆。
此时我们打开一个编辑器（类似Linux操作系统上的vim编辑器），将手放在键盘上，开始敲击键盘，按下脑子里所想的字符，直到代码完成，生成hello.c文件，此刻hello程序小生命的模样被勾勒完成，等待出生。
在这些过程中值得思考的是，我们写的hello.c代码文件（一般称为源文件）究竟是什么东西？计算机在这个过程中又做了哪些事情？
首先，我们写的hello.c代码文件（一般称为源文件）究竟是什么东西？其实，我们写的源文件是一系列由0和1组成的位序列，8个位为一组，被称之为字节，而每个字节就是源文件上的每个字符，这些字符是由ASCII码表示的字符。因此，源文件被称之为文本文件，与之相对应的是二进制文件，文本文件与二进制文件的区别在于文本文件只能存放char型字符变量，而二进制文件能够存放char/int/float/double等等的数据。
其次，计算机在这个过程中又做了哪些事情呢？为使大家能够更加清晰的理解计算机的运作过程，博主绘制了如下的计算机硬件系统图，并依据此图进行讲解。 计算机硬件系统主要由中央处理单元（CPU）、主存储器（主存）、总线、输入输出设备（I/O设备）组成，各个部分的功能如下： 1、中央处理单元（CPU） 简称处理器，它主要用作解释或执行主存中存储的指令。而处理器主要分为四个部分，分别是程序计数器（PC）、寄存器、算术/逻辑单元（ALU）、CPU对外总线接口。从系统上电开始，程序计数器便会指向主存中的某一条程序指令，处理器会不断地去处理执行PC指向的程序指令。当程序计数器指向某一条指令时，处理器会读取该指令，执行该指令表达的动作，然后更新PC，继续执行新的指令。寄存器是一个小的存储设备，是由一些一个字长的寄存器组成。ALU能够计算新的程序指令地址以及数据。CPU对外总线接口是CPU与外界通信的虚拟介质，对于 " 接口 " 这个概念，我们可以理解为插头与插座，CPU对外总线接口好比插座，外界的数据流好比插头，插头与插座相匹配才能信息往来。 2、主存储器（主存） 主存是一个临时存储设备，它的作用是存储程序指令以及程序处理的数据。它是一个掉电丢失的设备，当我们使用word等文本编辑器时，在没有保存文件时，文件里的数据都会存储在内存中，一旦计算机被断电，文件里的数据将会直接丢失！ 3、总线 一种电子线管道，用于在计算机各个部分之间传递字节信息 4、输入输出设备（I/O设备） 能够与计算机系统建立连接的设备，是控制信号输入或信息输出的媒介。常见的输入输出设备包括鼠标、键盘、显示器等等。当然，只有输入输出设备是不足以和计算机成功建立连接，每个输入输出设备都需要有一个控制器或适配器与计算机连接（准确的说是与I/O总线进行连接）。
在讲解好计算机硬件系统后，我们在计算机硬件系统的基础上看看我们敲下的字符都去哪了。 在上面这张图上我们可以看到1和2两条线路，这两条线路就是我们敲下的字符以及最后的源文件的成长路线。首先来看1号线路，在我们敲下某一个字符时，字符随着键盘到达USB控制器，后面便随着I/O总线一路奔向CPU，中途经过的I/O桥是外界数据流与CPU的月老，能够将两者牵上红绳，友好交流，随后，字符到达CPU对外总线接口，并流向寄存器，最终通过系统总线、内存总线到达主存，并随着一个个字符的输入，字符会在主存内按次序堆积。直到我们按下 " 保存文件 " 键，刚刚存放的所有字符便随着既定好的2号线涌向磁盘，存储在磁盘的某一块区域。
至此，hello程序小生命的 " 码 " 生便来到了转折点，即将开启 " 码 " 生第二阶段：出生。
在 " 十月怀胎 " 后，hello程序小生命将会出生，会面临四大阶段：预处理、编译、汇编、链接。这四个阶段的目的是为了将高级语言转换为为机器码，让计算机能够知道hello程序小生命的使命。
预处理器会根据 " # " 这个命令去修改源文件。hello程序第一行代码 " #include <stdio.h> " 告诉预处理器需要在当前位置包含 " stdio.h " 这个头文件的内容，因此，预处理器便查找该头文件，并将该头文件的内容完整的替换" #include <stdio.h> " 这句话。修改完成的源文件名变为 " hello.i "。
编译器将修改过的源文件进行一次编译，生成 " hello.s " 文件，该文件是一个汇编程序文件。
汇编器将汇编程序文件再一次转换，转换为计算机能够看懂的机器码，机器码文件是由0或1组成的文件，也被称为可重定向目标文件，该文件（hello.o）实质上是一个二进制文件。如果我们用文本文件去查看该文件，则看到的将是一堆乱码。
由于hello程序内使用了printf库函数，而printf库函数存放于单独编译好了的 " printf.o " 文件内，我们需要将 " printf.o " 文件与 " hello.o " 文件进行合并。整个代码需要正常运行还需要启动代码文件还能正常启动运行，因此，链接器将 " printf.o " 、" hello.o " 、启动代码文件进行链接，生成 " hello " 可执行目标文件，保存在硬盘里，该文件可以被直接加载运行。
经过出生的四大阶段，我们的hello程序小生命已经诞生，接下来它将会经历成长，并实现它的 “码 ” 生价值。
hello程序小生命的一生极其短暂，它的使命在它把 " hello world " 这句话显示在显示器上时便完成。下面我们来探索一下它的短暂 " 码 " 生。
由于在windows的集成环境下启动hello程序使得hello程序小生命得一生被安排得明明白白，以至于我们无法一步步看清它的成长， 因此这里以Linux操作系统为例进行讲解，shell是Linux操作系统下的命令解释器，当shell的鼠标光标在闪烁时，提示我们输入命令，我们输入 " ./hello " 后，shell便会把从键盘输入的 " ./hello " 读入寄存器，存储在主存中。具体过程如下图1号线路。
当我们输入 " ./hello " 后按下回车键，则shell便会执行命令，shell将使用一些指令将硬盘中存放的hello可执行文件程序指令以及数据复制到主存，为最终使命做准备。具体过程如下图2号线路。
当主存中加载了hello程序指令以及数据时，处理器便会开始执行程序指令，最终，处理器将主存中存放的 " hello world\n " 字符复制到寄存器， 在经I/O总线流向显示器，在显示器中显示 " hello world " 。具体过程如下图3号线路。
当程序执行完后，hello程序积攒的能量被释放完，将进入休眠状态，它沉睡于硬盘的某个区域，等待唤醒（在shell中输入 " ./hello "）。当再次被唤醒时，它会再次储备能量并释放能量。
当我们将硬盘中的hello程序相关文件全部删除时，hello程序小生命的一生在此终结。
