二、操作系统上的程序（程序和编译器）

一、程序

程序就是状态机

程序=计算+syscall

1、状态机和数字电路

数字逻辑电路：数码管

状态=寄存器保存的值

初始状态=RESET

迁移=组合逻辑电路计算寄存器下一个值

2、c程序的状态机模型：汉诺塔

状态=堆+栈

初始状态=main函数第一条语句

迁移=执行一条代码

3、特殊的指令 syscall

调用操作系统syscall，把（M内存,R寄存器）交给系统，任其修改

实现与操作系统的其他对象交互

文件读写/操作系统状态

改变进程状态，创建进程/销毁进程

二、编译器

1、编译器：源代码S（状态机） -> 二进制代码C（状态机）

        C=compile(S)

2、编译（优化）正确性：

（1）S与C的可观测行为严格一致

system call;volatile variable loads/stores;terminatiom

（2）Trivially正确（但低效）的实现

解释执行/直接翻译S的语义

3、现代（与未来的）编译优化

在保证观测一致性的前提下改写代码

（1）lnline assembly也可以参与优化

        其他优化可能会跨过不带barrier的asm volatile

（2）Event memory consistency（内存一致性）

（3）Call to extern CU = write back visible memory

                talk is cheap,show me the code!

三、程序执行

        程序 = 状态机 = 计算->syscall->计算->syscall ......

        系统通过系统调用（syscall）实现软硬件资源管理

（1）被操作系统加载

        通过另外一个进程执行execve设置为初始状态

（2）状态机执行

        进程管理：fork、execve、exit，......

        文件/设备管理：open，close，read，write，......

        存储管理：mmap，brk，......

（3）执行_exit(exit_group)退出