高效码农

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September 8, 2023

第五章:计算机中的翻译器

到目前为止,每次我谈到阅读和写作记忆时都有点空洞。例如,ELF 文件指定要加载数据的特定内存地址,那么为什么不同进程尝试使用冲突内存时不会出现问题呢?为什么每个进程似乎都有不同的内存环境?另外,我们到底是怎么到这里的?我们知道这execve是一个用新程序替换当前进程的系统调用,但这并不能解释如何启动多个进程。它绝对没有解释第一个程序是如何运行的——哪只鸡(进程)产下(产卵)所有其他鸡蛋(其他...
September 3, 2023

第四章:ELF

我们现在已经非常了解了execve。在大多数路径的末尾,内核将到达包含要启动的机器代码的最终程序。通常,在实际跳转到代码之前需要一个设置过程 - 例如,程序的不同部分必须加载到内存中的正确位置。每个程序需要不同数量的内存来处理不同的事情,因此我们有标准文件格式来指定如何设置要执行的程序。虽然 Linux 支持许多此类格式,但迄今为止最常见的格式是ELF(可执行和可链接格式)。记号笔在纸上画画...
September 2, 2023

第三章:程序运行

到目前为止,我们已经介绍了 CPU 如何执行从可执行文件加载的机器代码、什么是基于环的安全性以及系统调用如何工作。在本节中,我们将深入了解 Linux 内核,首先了解程序是如何加载和运行的。我们将专门研究 x86-64 上的 Linux。为什么?Linux 是一款功能齐全的生产操作系统,适用于桌面、移动和服务器用例。Linux 是开源的,因此只需阅读其源代码就可以非常容易地进行研究。我将在本...
September 1, 2023

第二章:多任务处理

假设您正在构建一个操作系统,并且希望用户能够同时运行多个程序。不过,您没有精美的多核处理器,因此您的 CPU 一次只能运行一条指令!幸运的是,您是一位非常聪明的操作系统开发人员。您发现可以通过让进程轮流使用 CPU 来伪造并行性。如果您循环遍历这些进程并运行每个进程中的几条指令,那么它们都可以响应,而不会出现任何单个进程占用 CPU 的情况。但是如何从程序代码中夺回控制权来切换进程呢?经过一...
August 31, 2023

计算机上运行程序时到底会发生什么

从头开始……我用计算机做了很多事情,但我的知识始终有一个空白:当你在计算机上运行程序时到底会发生什么?我思考了这个差距——我拥有大部分必需的低级知识,但我正在努力将所有内容拼凑在一起。程序真的是直接在 CPU 上执行吗,还是另有原因?我使用过系统调用,但它们是如何工作的?它们到底是什么?多个程序如何同时运行?我崩溃了,开始尽可能多地思考。如果您不上大学,那么综合的系统资源并不多,因此我必须筛...