系统内核和编程接口

我们的代码是如何运行起来的？程序和操作系统之间是什么关系？

编译器

本质是将汇编以及更高层次的程序代码，转换为01序列。

系统调用

1、用户程序调用OS的某一项功能，这行为被称为系统调用(syscall)

2、高级语言所有的操作资源过程，本质都是通过系统调用完成的，例如：

• 申请、使用内存：缺页中断

3、操作系统和用户软件本质上都是一个进程，因此系统调用和进程间通信是类似的，只不过成本更低

4、用户进程通过触发软中断来实现系统调用

内核

CPU将指令划分了一些权限等级

• Ring-0: 内核态
• Ring-1: 驱动层（容器、虚拟化进程）
• Ring-2: 驱动层
• Ring-3: 用户态（应用程序）

1、一次系统调用实际上是从用户态到内核态的跃迁，最终输出回到用户态

2、用户进程触发中断需要中断向量表（一系列整数代表不同的意义）

3、用户进程和系统进程通过共享内存获取中断向量表，用户进程的一端（地位或高位）内存用来分配向量表

动态链接库

1、用户进程需要对系统原始中断进行组合封装，因此提供了动态链接库（dll,so）

2、动态链接库实际上是对中断调用提供了二进制格式的复用，极大简化了编程语言标准库对系统调用的封装工作

3、编程语言由此分为两种

• 静态编译：自己全部实现系统调用
• 动态编译：调用系统的动态库

自举

编程语言使用自身实现编译器的行为叫自举

自举编译器的迭代过程大概是：

1、直接使用01机器码实现第一个汇编编译器（汇编 -> 01）

2、使用汇编编译器实现高级语言编译器（高级语言->汇编->01）

3、使用高级语言反过来重写汇编编译器和高级语言编译器（高级语言->01）