程序是如何一步步跑进内存的？
2026-02-06 13:25:26 · chineseheadlinenews.com · 来源: 白帽白捡一个n1
从“点下运行”到 CPU 执行，中间到底发生了什么？
我们每天都在运行程序，却很少有人真正想过一个问题：
当你双击一个程序，或者在终端敲下回车的那一刻，计算机到底做了什么？
这不是一个“操作系统课本问题”，而是理解计算机系统的关键入口。
一、程序在运行之前，只是一个“普通文件”
先明确一个非常重要的概念：
程序 ≠ 进程
1?? 程序是什么？
在运行之前，程序只是磁盘上的一个文件,我们也叫做可执行文件：
? .exe
? ELF（Linux）
? Mach-O（macOS）
本质是：
一段按照特定格式组织的二进制数据
二、运行程序的第一步：操作系统介入
当我们执行一个程序：
./hello
真正“开始工作”的其实不是程序，而是——
操作系统
2?? 操作系统做的第一件事
操作系统会先问一个问题：
这个文件能不能运行？
它会检查：
? 文件类型（是否是可执行格式）
? 权限位（是否有执行权限）
? 架构是否匹配（x86 / ARM）
?
所以程序执行的第一步就是操作系统先去检查它.
三、创建进程：程序通过什么去运行?
如果检查通过，操作系统会：
创建一个新的进程（Process）
这一步非常关键。
3?? 什么是进程？
进程不是代码，而是一整套运行环境,包括：
? 独立的虚拟地址空间
? 寄存器状态
? 打开的文件
? 权限信息
? 调度信息
?
进程是操作系统分配资源的最小单位
四、加载程序：代码如何进入内存？
现在，操作系统要做一件核心工作：
把程序“加载”进内存
4?? 加载 ≠ 全部读进内存
这是一个常见误区。
现代操作系统使用的是：
按需加载（Lazy Loading）
也就是说：
? 程序文件在磁盘
? 只有需要的部分才会被映射到内存
5?? 内存中的典型布局
一个进程的内存空间通常长这样：
高地址
┌────────────┐
│ 栈 Stack │ ← 函数调用、局部变量
├────────────┤
│ 堆 Heap │ ← 动态内存
├────────────┤
│ 数据段 │ ← 全局变量
├────────────┤
│ 代码段 │ ← 程序指令
└────────────┘
低地址
?
这些区域并不是“随便放的”，
而是由操作系统和程序格式共同决定。
五、虚拟内存
这里是整个过程最重要的一点。
6?? 为什么要有虚拟内存？
这时候每个进程都会觉得：
“我独占了整个内存”
但实际上：
? 内存是共享的
? 地址是虚拟的
? 映射由操作系统维护
?
虚拟内存的作用：
? 进程隔离
? 内存保护
? 简化程序设计
? 支持按需加载
六、动态链接：程序并不孤单
我们写的程序，其实很少是“单独运行”的。
7?? 动态库是什么时候加载的？
例如：
? libc
? libm
? 系统库
在程序启动时：
? 加载器（loader）解析依赖
? 映射共享库到内存
? 修正符号地址
?
这也是为什么多个程序可以共享同一份库代码。
七、设置入口点：CPU 从哪里开始执行？
程序被加载进内存后，
还差最后一步。
8?? 程序的“第一条指令”
每个可执行文件都有一个：
入口地址（Entry Point）
操作系统会：
? 设置 CPU 寄存器
? 把指令指针指向入口点
? 准备好栈和参数
然后：
CPU 开始执行第一条指令
?
从这一刻开始，程序真正“跑起来了”。
八、从 main() 之前开始的世界
很多人以为程序是从 main() 开始的。
实际上：
main() 之前，已经发生了很多事情
包括：
? 运行时环境初始化
? 动态库初始化
? 全局对象构造
main() 只是你能看到的入口之一。
九、为什么理解这个过程如此重要？
因为很多“看似高级”的问题，本质都在这里：
? 程序为什么会崩溃？
? 内存为什么会越界？
? 程序为什么启动慢？
? 为什么同一程序能运行多个实例？
?
理解程序如何进入内存，本质是在理解操作系统如何管理世界
十、结语
理解程序从磁盘到内存，从静态到运行态的这个过程,会让你对计算机底层有更深的了解,接下来我也会不断更新这个系列的文章,我是N1,欢迎阅读.