家庭作业

家庭作业一（Chapter 2）

P80 2.56

试用不同的示例值来运行show_bytes的代码。

为了能方便地同屏显示多个不同的示例值结果，对原有的代码做了一定的添加修改，使得主函数main中有do-while循环。

源代码如下：

#include <stdio.h>
typedef unsigned char *byte_pointer;
void show_bytes(byte_pointer start, int len)
{
    int i;
    for(i = 0;i<len;i++)
    {
        printf("%.2x",start[i]);
    }
    printf("
");
}
void show_int(int x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int));
}
void show_float(float x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(float));
}
void show_pointer(void *x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(void *));
}
void test_show_bytes(int val)
{
    int ival = val;
    float fval = (float)ival;
    int *pval = &ival;
    printf("show_int = ");
    show_int(ival);
    printf("show_float = ");
    show_float(fval);
    printf("show_pointer = ");
    show_pointer(pval);
}
void main()
{
    int val;
    char flag;
    do
    {
        printf("please enter an int:
");
        scanf("%d",&val);
        test_show_bytes(val);
        printf("Do you want to continue?(YY or NN)
");
        fflush(stdin);
        scanf("%c
",&flag);
        //printf("flag =%c
",flag);
        fflush(stdin);
    }while(flag == 'y' || flag == 'Y');
}

运行结果（以12345，23，45为例） 

P80 2.57

编写程序showshort,showlong,show_double，它们分别打印类型为short int，long int,double的C语言对象的字节表示。请尝试在几种机器上运行。

与上题中的show_int函数结构类似，都是将原来的数据类型强转为字节型然后以二进制形式输出。

C语言代码如下：

    #include <stdio.h>
typedef unsigned char *byte_pointer;
void show_bytes(byte_pointer start, int len)
{
    int i;
    for(i = 0;i<len;i++)
    {
        printf("%.2x",start[i]);
    }
    printf("
");
}
void show_short(short int x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(short int));
}
void show_long(long int x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(long int));
}
void show_double(double x)
{
    show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(double));
}
void test_show_bytes(short int sval)
{
    //short int sval = val;
    long int  lval = (long int)sval;
    float fval = (float)sval;
    double dval = (double)fval;
    printf("show_short = ");
    show_short(sval);
    printf("show_long = ");
    show_long(lval);
    printf("show_double = ");
    show_double(dval);
}
void main()
{
    short int sval;
    char flag;
    do
    {
        printf("please enter an short int:
");
        scanf("%d",&sval);
        test_show_bytes(sval);
        printf("Do you want to continue?(YY or NN)
");
        fflush(stdin);
        scanf("%c
",&flag);
        //printf("flag =%c
",flag);
        fflush(stdin);
    }while(flag == 'y' || flag == 'Y');
}

结果如下：

P204 3.58

下面的代码是在一个开关语句中进行分支选择的例子。实现各个动作的汇编代码如图中的汇编代码所示。填写C代码中缺失的那部分，注意那些会落入其他情况中的情况。

C代码：

typedef enum{MODE_A,MODE_B,MODE_C,MODE_D,MODE_E} mode_t;
int switch3(int *p1,int *p2,mode_t action)
{
    int result =0;
    switch(action)
    {
        case MODE_A:

        case MODE_B:

        case MODE_C:

        case MODE_D:

        case MODE_E:

        default:

    }
    return result;
}

汇编代码：

.L17:
movl $17,%edx
jmp .L19
.L13:
movl 8(%ebp),%eax
movl (%eax),%edx
movl 12(%ebp),%ecx
movl (%ecx),%eax
movl %eax,(%ecx)
jmp .L19
.L14
movl 12(%ebp),%edx
movl (%edx),%eax
movl %eax, %edx
movl 8(%ebp),%ecx
addl (%ecx),%edx
movl 12(%ebp),%eax
movl %edx,(%eax)
jmp .L19
.L15
movl 12(%ebp),%edx
movl $15,(%edx)
movl 8(%ebp),%ecx
movl (%ecx),%edx
movl .L19
.L16
movl 8(%ebp),%edx
movl (%edx),%eax
movl 12(%ebp),%ecx
movl %eax,(%ecx)
movl $17,%edx
.L19
movl %edx,%eax

 

分析：

 

.L17部分：直接是result =17；

 

.L13部分：把P1的值传给%edx；把p1（指针）传给了%ecx之后，又将p2的值传给了%ecx所指向位置——相当于让指针P1指向原P2所指向的值

 

.L14部分：根据前面的基础，movl %edx,(%eax) 一句是让P2指向了（P1指向的值加上P2指向的值）

 

.L15部分：直接让P2指向了15；然后让P2指向了P1指向的值

 

.L16部分：让P2指向了P1指向的值，返回值设定为17

 

.L19部分：直接返回了result的初始值

 

【注意：关于可能落入其他情况中的情况；我注意到.L16部分是没有jmp .L19的语句的；然而在给出的C代码中，.L16对应的MODED之后是.L17对应的MODEE。仔细观察这两部分汇编代码，发现都有将result赋值为17的语句。所以得出，MODED落入MODEE】

 

typedef enum{MODE_A,MODE_B,MODE_C,MODE_D,MODE_E} mode_t;
int switch3(int *p1,int *p2,mode_t action)
{
    int result =0;
    switch(action)
    {
        case MODE_A:
            result = *p1;
            *p1 = *p2;
            break;
        case MODE_B:
            result = *p1+*p2;
            *p2 = result;
            break;
        case MODE_C:
            result = *p1；
            *p2 =15;
            break;
        case MODE_D:
            *p2 = *p1;
        case MODE_E:
            result = 17;
            break;
        default:
            result = -1;
            break;
    }
    return result;
}

家庭作业二（Chapter 3）

P206 3.60

考虑下面的源代码，这里R,S,T都是用#define声明的常数

int A[R][S][T];
int store_ele(int i,int j,int k,int *dest)
{
    *dest=A[i][j][k];
    return sizeof(A);
}

编译这个程序，GCC产生下面的汇编代码：（i at %ebp+8,j at %ebp+12,k at %ebp+16,dest at %ebp+20）

movl 8(%ebp),%ecx
movl 12(%ebp),%eax
leal (%eax,%eax,8),%eax
movl %ecx,%edx
sall $6,%edx
subl %ecx,%edx
addl %edx,%eax
addl 16(%ebp),%eax
movl A(,%eax,4),%edx
movl 20(%ebp),%eax
movl %edx,(%eax)
movl $2772,%eax

A.将等式（3-1）从二维扩展到三维，提供数组元素A[i][j][k]位置的公式

B.根据汇编代码，确定R,S,T的值

对上面的汇编代码逐行翻译，可以得到以下内容：

1:i
2:j
3:9j
4:i
5:64i
6:63i
7:63i+9j
8:63i+9j+k
9:A+4(63i+9j+k)
10:dest
11:将dest指向%edx的内容
12：2772即A[R][S][T]的大小

A.不考虑每个元素的大小，A[i][j]起始地位置是iST+jT;而A[i][j][k]起始的位置就是iST+jT+K。考虑A数组有起始位置并且数组元素也有大小（4），所以真正的地址是A(,iST+j*T+K,4)

B.由第9行的A+4(63i+9j+k)=A(,iST+jT+K,4)可以得到：T=9；ST=63;

再有最后的4RS*T=2772可以得出：

R=11;S=7;T=9

家庭作业三（第八章）

8.10

在这一章里，我们介绍了一些具有不寻常的调用和返回行为的函数：setjmp,longjmp,execve,fork。找到下列行为中和每个函数相匹配的一种：  A.调用一次，返回两次  B.调用一次，从不返回  C.调用一次，返回1次或者多次

【解答】  对列举出来的函数逐个分析：

• setjmp函数——

  • 代码：

    int setjmp(imp_buf env);返回0
    int sigsetjmp(sigjmp_buf env,int savesigs);
    

  • 解释：setjmp函数被调用一次而返回两次，依次是在保存当前环境的时候（返回0），另一次是被每一个相应的longjmp调用（返回错误类型）

• longjmp函数——与上面的setjmp相配合使用，无返回值

  • 代码：

    void longjmp(jmp_buf env,int retval);
    void siglongjmp(sigjmp_buf env,int retval);
    

• execve函数——

  • 代码：

    int execve(const char *filename,const char *argv[],const char *envp[]);//加载并运行可执行目标文件，如果成功则无返回值，如果不成功则返回-1
    

• fork函数——

  • 代码：

    pid_t fork(void);//子进程返回0；父进程返回子进程的PID；如果出错，则为-1
    

  • 解释：fork函数被创建之后，将返回两次：一次返回到父进程中，一次返回到子进程中

所以，

A. 调用一次，返回两次： fork  B. 调用一次，从不返回： execve, longjmp  C. 调用一次，返回一次或者多次： setjmp

8.16

下面这个程序的输出是什么？

#include "csapp.h"
int counter = 1;
int main()
{
    if(fork() == 0)
    {
        counter--;
        exit(0);
    }
    else
    {
        Wait(NULL);
        printf("counter = %d
",++counter);
    }
    exit(0);
}

【解答】 首先，主函数创建了子进程，并将其返回值加入判断条件；从而使得子进程执行if语句中的命令；而父进程执行else里面的命令；子进程会使得在自己从父进程中拷贝来的数据里的counter从原有的值减一变为0；父进程执行wait之后，若子进程还未结束则被挂起，直到子进程结束，然后打印出来其数据中保存的counter加上1的结果：2

所以答案为：counter = 2