南京大学2022操作系统笔记

二. 操作系统上的程序（指令可能有问题，后面再查资料）

1. gcc -E file.c：c语言将宏展开。（变成易读的形式）
2. !gcc %：编译；!./file.out：运行。
3. 什么是程序：gdb角度：程序就是状态机。
   * 状态：堆&栈；
   * 初始状态：main对应的第一条语句
   * 转移：任何一条语句
4. c语言程序由多个栈帧（stack frame，保存参数、局部变量、pc（程序计数器）等）组成，函数调用即创建一个新的栈帧，函数调用返回即pop掉顶上栈帧。
5. watch point
6. 程序死循环，操作系统如何解决？
   指令syscall：将程序控制权交给操作系统，修改状态机，由操作系统控制硬件资源结束程序。
   程序 = 计算 + syscall（http://jyywiki.cn/OS/2022/slides/2.slides#/3/2）
7. 编译器：源代码状态机➡二进制代码状态机，以状态机的视角来看，正确的编译应当是编译优化不改变状态机状态。
   编译优化：保证观测一致性的前提下改写程序，提高效率。
8. strace

三. 多处理器编程

1. 线程是并发的基本单位，即共享内存的多个执行流（指针可以互相引用），执行流拥有独立的堆栈/寄存器。
2. 线程创建：在状态机里新加入一个栈帧链表。
3. clone：创建线程的系统调用
4. 编译器优化可能会对多线程执行顺序造成影响（valatile可以避免编译器的优化）。
5. 现代处理器也可以视为编译器（将汇编编译为μops）
6. 多处理器之间及时可见性会丧失。

四. 理解并发程序的运行

1. PeterSon算法：进入临界区的情况：如果只有一个人举旗，他就可以直接进入；如果两个人同时举旗，由厕所门上的标签决定谁进；手快 🈶️ (被另一个人的标签覆盖)、手慢 🈚。