操作系统如何执行编译后的二进制文件？

Question

操作系统如何执行编译后的二进制文件？

operating-systemexecutablebinaryfiles

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当我学习进程调度时，这个问题浮现在我的脑海中。

操作系统如何执行和控制二进制和编译文件的执行？我认为，操作系统可能会将二进制文件的一部分复制到某个内存位置，跳转到那里，在执行完该块后返回并执行下一个块。但是，它无法对其进行任何控制（例如，程序可以跳转到任何地方并且不返回）。

在JVM的情况下，这很有道理，VM正在解释每个指令。但对于二进制文件情况，指令是真正的CPU可执行指令，因此我认为操作系统不像VM。

- Gediminas

你知道CPU如何执行CPU指令吗？ - sll

是的，去年我设计了一个超级简单的CPU（一个通用寄存器，一个存储指令和PC的寄存器，可能还有5个指令），现在在大学里使用Verilog进行更复杂的RISC设计。 - Gediminas

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- John Dvorak · Accepted Answer

它确切地做到了这一点。操作系统按某种顺序：

在进程表中创建一个条目
为进程创建虚拟内存空间
将程序代码加载到进程内存中
将进程指令指针指向进程入口点
在调度程序中创建一个条目，并设置进程线程以准备执行。

并未将程序拆分为块来处理并发性。任务之间的切换是通过中断完成的：在给进程CPU之前，会设置计时器。当计时器完成后，CPU会注册一个中断，将指令指针推送到堆栈中，并跳转到操作系统定义的中断处理程序。该处理程序将CPU状态存储在内存中，交换虚拟内存表，并恢复另一个准备好执行的线程。如果线程必须因某种其他原因（等待用户/磁盘/网络...）暂停或让出，则会发生相同的交换。
http://en.wikipedia.org/wiki/Multitasking#Preemptive_multitasking.2Ftime-sharing 注意，仅依赖于CPU产生的进程是可能但不可靠的（该进程可能不会产生，从而防止其他进程运行）
http://en.wikipedia.org/wiki/Multitasking#Cooperative_multitasking.2Ftime-sharing 安全性通过将CPU切换到受保护模式处理，应用程序代码无法运行某些指令（因此随机跳转基本上是无害的）。请参见 @SkPhilipp提供的链接请注意，现代JVM不会解释每个指令（这将很慢）。相反，它将编译为本机代码并运行代码或（在即时编译的情况下）首先解释，但编译“热点”（经常运行的代码）。