可执行文件是机器代码 - 用于硬件吗？

Question

这是来自Wiki。

“在计算中，可执行文件，使计算机‘根据编码的指令以执行所指示的任务，’（机器代码??）

”现代操作系统保留对计算机的资源控制，要求单独的程序使系统调用访问特权资源。由于每个操作系统系列都具有自己的系统调用体系结构，因此可执行文件通常与特定的操作系统绑定在一起。“

这是我的观点 可执行文件不能是机器代码，因为它们需要访问硬件服务（系统调用）因此，可执行文件还不是“机器代码”...也许它就像代码的一部分是实际的机器代码，有些部分只是为了调用嵌入在操作系统中的机器代码？一些机器代码的垃圾 - 和一些代码调用操作系统

Damon's编辑回答： 最后，OS是一组机器码，基本上OS会做复制粘贴用户的机器代码（由C编译器创建）的作业，然后如果该指令是系统调用，则转移到OS内存区域进行处理。现在问题是C中生成的机器码可以完成这部分？就像要求将控制权转移给操作系统等一样 - 我认为它的系统调用的抽象性更高，但却隐藏起来 - 它是如何工作的。

我感觉它与鸡蛋问题类似，C创建操作系统和C使用操作系统无法找到过程的确切过程。 任何人都可以为我打破难题吗？

Answer 1

有一件事不排除其他。可执行文件是（除非它们是在虚拟机中运行的某种形式的字节码）机器代码。但是，有不同类型的指令，其中一些在某些特权级别上不可用。

这就是操作系统进入的地方，它是运行在最高特权级别的“机器代码”，作为“重要”部分和任务的仲裁者，比如决定谁获得CPU时间和价值何去何从进入一些硬件寄存器。

（最初发表意见，提出通过要求一个答案）

编辑：关于您的扩展问题，该工作大致如下。当电脑开机时，处理器运行在最高的特权级别。在这种“模式”下，BIOS，引导装载程序和操作系统可以做到他们想要的。这听起来不错，但你不希望任何类型的代码能够做任何想做的事情。

例如，代码可以告诉MMU哪些内存页面被允许读取或写入，哪些不是。或者，如果发生陷阱或中断等“特殊事件”，它可以定义调用哪个地址。或者，它可以直接写入某些映射某些设备端口（磁盘，网络等）的特殊内存地址。

最终，操作系统切换到“非特权”模式并调用一些非操作系统代码。发生陷阱或中断时，执行会中断并继续到其他地方（如以前由操作系统指定的），并且特权级别会再次上调。一旦中断被处理，权限被移除，并且用户代码被再次调用。
如果用户程序需要操作系统执行“操作系统”操作，它会根据约定的方案（例如某些特定寄存器）设置参数并执行陷阱指令。

这是例如多线程或虚拟内存的实现方式。在定期的时间内，一个定时器触发中断，停止执行“正常”代码，并在内核中调用一些代码（在特权模式下）。然后，该代码决定在某种优先级方案之后应该返回哪个用户进程控制。这些是分发的“CPU时间片”。 如果某个进程读取或写入页面时不允许，则会由MMU生成陷阱。然后操作系统查看发生了什么事以及在哪里，并决定是否将某些数据从磁盘加载到某个内存区域（并可能清除其他内容）并更改进程的映射，或者是否通过“分段错误”错误终止进程。

当然，事实上，这是百万倍更复杂的，但原则上，这是关于它的工作原理。

操作系统或程序最初是用C编写还是用汇编程序写并不重要。对于处理器来说，这只是一系列机器指令。即使是Python或perl脚本最终也只是“机器指令”，只能通过解释器绕道。