OS如何执行编译的二进制文件？

Question

当我研究流程调度时,这个问题浮现在我脑海中.

操作系统如何执行和控制二进制文件和已编译文件的执行？我想OS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,在执行该块后返回并执行下一个块.但是它对它没有任何控制(例如程序可以在任何地方跳转而不会回来).

在JVM的情况下,它很有意义,VM正在解释每条指令.但在二进制文件的情况下,指令是真正的CPU可执行指令,所以我不认为操作系统像VM一样.

Answer 1

它正是这样做的。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
• 在进程内存中加载程序代码
• 将流程指令指针指向流程入口点
• 在调度程序中创建一个条目并设置进程线程准备执行。

并发不是由被拆分成块的程序来处理的。任务之间的切换是通过中断完成的：在给进程分配 CPU 之前，设置一个计时器。当定时器结束时，CPU 注册一个中断，将指令指针压入堆栈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一些其他准备好执行的线程。如果线程由于某些其他原因（等待用户/磁盘/网络...）或屈服而必须暂停，则会发生相同的交换。
http://en.wikipedia.org/wiki/Multitasking#Preemptive_multitasking.2Ftime-sharing

请注意，依赖产生 CPU 的进程是可能的，但不可靠（该进程可能不会产生，阻止其他进程运行）
http://en.wikipedia.org/wiki/Multitasking#Cooperative_multitasking.2Ftime-sharing

安全是通过将 CPU 切换到保护模式来处理的，在这种模式下，应用程序代码无法运行某些指令（因此随机跳转通常是无害的）。请参阅@SkPhilipp 提供的链接

请注意，现代 JVM 不会解释每条指令（那会很慢）。相反，它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”（运行频率足够高的代码）。