Comment un programme compilé interagit-il avec le système d'exploitation?

C'est une très bonne question (mieux que vous ne le savez), et il y a beaucoup à apprendre. BEAUCOUP.

Je vais essayer de faire court. Le système d'exploitation agit comme un niveau d'abstraction entre logiciel et matériel:

   Software
       .
      /|\    
       |   communicates with
      \|/
       '
Operating System
       .
      /|\    
       |   communicates with
      \|/
       '
   Hardware

Le système d'exploitation communique avec le matériel via des programmes appelés pilotes (terme largement utilisé), et le système d'exploitation communique avec le logiciel via des procédures appelées appels système (terme peu utilisé).

Essentiellement, lorsque vous créez un système appel, vous quittez votre programme et entrez le code du système d'exploitation. Les appels système sont le seul moyen pour les programmeurs de communiquer avec les ressources.

Maintenant, je voudrais arrêter là, mais vous avez aussi dit:

Pour moi, il semble que le code machine devrait fonctionner à un niveau inférieur à le système d'exploitation et donc, je ne peux pas comprendre comment le système d'exploitation peut agir en tant qu'intermédiaire entre la demande compilée et le matériel.

C'est délicat, mais simple une fois que vous comprenez quelques bases.

Tout d'abord, tout le code est juste du code machine fonctionnant sur le CPU. Aucun code n'est supérieur ou inférieur à un autre code (à l'exception de certaines commandes qui ne peuvent être exécutées qu'en mode noyau privilégié). Donc, la question Est, comment le système d'exploitation peut-il être en contrôle même s'il abandonne le contrôle du CPU à l'utilisateur?

Lorsque le code est en cours d'exécution sur un processeur, il existe un concept appelé interruption. Ceci est un signal envoyé à la CPU qui provoque l'arrêt du code en cours d'exécution et sa désactivation avec un autre morceau de code, appelé gestionnaire d'interruption .

Les exemples d'interruptions incluent le clavier, la souris et, surtout, l'horloge.

L'interruption de L'horloge est élevée sur une base régulière provoque l'horloge du système d'exploitation gestionnaire d'interruption à exécuter. Dans ce gestionnaire d'interruption d'horloge est le code du système d'exploitation qui examine quel code est en cours d'exécution détermine quel code doit être exécuté prochain. Cela peut être plus de code du système d'exploitation ou plus de code utilisateur.

Parce que l'horloge est toujours et que le système d'exploitation obtient toujours cette chance périodique de s'exécuter sur le CPU, il est capable d'orchestrer tout ce qui se trouve dans l'ordinateur, même s'il s'exécute en utilisant le même ensemble de commandes CPU que n'importe quel programme normal.