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看操作系統(tǒng)對程序的執(zhí)行過程有哪些支持
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通過一個C程序，看操作系統(tǒng)做了什么：
一個C程序：helloworld
這個程序的功能是調(diào)用puts函數(shù)，在標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備(顯示器)上顯示字符串hello world
1. (用戶)要啟動程序執(zhí)行，用戶告訴操作系統(tǒng)執(zhí)行hello world程序(如何告知?)
-- 命令行鍵入相應(yīng)的命令
-- 通過鼠標(biāo)雙擊hello world程序的圖標(biāo)
2. (操作系統(tǒng))操作系統(tǒng)接到用戶的請求之后，就會根據(jù)用戶提供的文件名，到磁盤上找到hello world程序的相關(guān)信息，檢查其類型是否是可執(zhí)行文件;并通過程序首部信息， 確定代碼和數(shù)據(jù)在可執(zhí)行文件中的位置并計算出對應(yīng)的磁盤塊地址(文件格式?)
-- Windows：PE
-- Linux：ELF
3. (操作系統(tǒng))為了執(zhí)行這個hello world程序，操作系統(tǒng)創(chuàng)建一個新的進(jìn)程，并將hello world可執(zhí)行文件格式映射到該進(jìn)程結(jié)構(gòu)，表示由該進(jìn)程執(zhí)行hello world程序
4. (操作系統(tǒng))操作系統(tǒng)為hello world程序設(shè)置CPU上下文環(huán)境，并跳到程序開始處，準(zhǔn)備執(zhí)行這個程序，下一個指令周期，就是執(zhí)行hello world程序
5. (CPU)假設(shè)調(diào)度程序正好選中hello world程序，操作系統(tǒng)把控制權(quán)交給了調(diào)度程序，執(zhí)行hello world程序的第一條指令，發(fā)生缺頁異常。程序在執(zhí)行的時候，先要把程序的代碼和數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存，CPU才能執(zhí)行，但是hello world的代碼和數(shù)據(jù)還沒有讀入內(nèi)存，所以這個時候硬件機(jī)制就會捕獲缺頁異常，并且把控制權(quán)交給操作系統(tǒng)
6. (操作系統(tǒng))操作系統(tǒng)管理了計算機(jī)系統(tǒng)中的內(nèi)存，比如采用頁式存儲方案的話，內(nèi)存就有很多的物理頁面，操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊就會分配一頁空閑的物理內(nèi)存，并且根據(jù)前面計算出的磁盤塊地址把hello world程序的代碼從磁盤讀入內(nèi)存，然后繼續(xù)執(zhí)行hello world程序，有的時候程序很大，一頁內(nèi)存還不夠，因此在執(zhí)行過程中會多次地產(chǎn)生缺頁異常，然后從磁盤讀入程序到內(nèi)存
7. (CPU)hello world程序執(zhí)行puts函數(shù)(系統(tǒng)調(diào)用，由操作系統(tǒng)完成)，在顯示器(標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備)上寫(顯示)一字符串
8. (操作系統(tǒng))找到要將字符串送往的顯示設(shè)備，通常設(shè)備是由一個進(jìn)程控制的，所以，操作系統(tǒng)將要寫的字符串送給該進(jìn)程
9. (操作系統(tǒng))控制設(shè)備的進(jìn)程告訴設(shè)備的窗口系統(tǒng)它要顯示字符串，窗口系統(tǒng)確定這是一個合法的操作，然后將字符串轉(zhuǎn)換成像素，將像素寫入設(shè)備的存儲映像區(qū)
10. 視頻硬件將像素轉(zhuǎn)換成顯示器可接收的一組控制/數(shù)據(jù)信號
11. 顯示器解釋信號，激發(fā)液晶屏
12. 在屏幕上看到了“hello world”
在CPU上執(zhí)行一個用戶程序，這個用戶程序會不時地去請求操作系統(tǒng)的服務(wù)，因此在CPU上，時而運(yùn)行的是用戶程序，時而運(yùn)行的是操作系統(tǒng)的程序
hello world程序在執(zhí)行的時候需要操作系統(tǒng)來創(chuàng)建進(jìn)程，因此轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)創(chuàng)建進(jìn)程，進(jìn)程創(chuàng)建完了以后從操作系統(tǒng)返回，接著執(zhí)行hello world程序
出現(xiàn)了缺頁異常以后，控制權(quán)又轉(zhuǎn)回了操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)分配物理內(nèi)存給用戶程序，然后又轉(zhuǎn)向用戶程序接著執(zhí)行
然后hello world程序要執(zhí)行puts函數(shù)，又轉(zhuǎn)向了操作系統(tǒng)
這是從用戶程序在執(zhí)行過程不斷請求操作系統(tǒng)服務(wù)這個角度來看程序執(zhí)行的過程
操作系統(tǒng)在執(zhí)行過程中，通過調(diào)度選中一個程序然后執(zhí)行
程序執(zhí)行過程中會不斷地陷入操作系統(tǒng)，由操作系統(tǒng)完成一些服務(wù)
然后再通過調(diào)度再選中程序再執(zhí)行
Summary
在一個程序的執(zhí)行過程中，操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)了這個程序的啟動過程，負(fù)責(zé)了這個程序的執(zhí)行過程。同時，在執(zhí)行過程中，不斷地為用戶程序執(zhí)行提供各種各樣的支持
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