深入理解計算機系統（csapp）家庭作業——第三章程序機器級表示

1. 如圖：
   

long decode2(long x,long y,long z)
{
	y -= z;
	x *= y;
	int tmp = y;
	tmp = tmp << 63;
	tmp = tmp >> 63;
	tmp = x ^ tmp;
	return tmp;
}

2. 如圖：
   
   
   A：x在%rid中，n在%esi中，result在%eax中，mask在%rdx中
   B：result初始值是0，mask初始值是1
   C：測試條件是判斷mask是否爲0
   D：mask每次左移n位
   E： result |= x & mask
   F：代碼填寫：

long loop(int x,int n)
{
	long result = 0;
	long mask;
	for(mask = 1;mask!=0;mask = mask<<n)
	{
		result != x & mask;
	}
	return result;
}

3. 如圖：
   

long cread_alt(long *xp)
{
	long tmp = 0;
	if(!xp)
		tmp = *xp;
	return tmp;
}

4. 如圖：
   
   

long switch(long *p1,long *p2,mode_t action)
{
	long result = 0;
	swtich(action)
	{
		case MODE_A:
			result = *p2;
			int tmp = *p1;
			*p2 = tmp;
			break;
		case MODE_B:
			result = *p1;
			result += *p2;
			*p1 = result;
			break;
		case MODE_C:
			*p1 = 59;
			result = *p2;
			break;
		case MODE_D:  //之後落入E
			*p1 = *p2;
		case MODE_E: 
			result = 27;
			break;
		default:
			result = 12;
			break;
	}
	return result;
}

5. 如圖：
   
   

long switch_prob(long x,long n)
{
	long result = x;
	switch(n)
	{
		case 0:
		case 2:
			result = 8x;
			break;
		case 3:
			result = x;
			result >> 3;
			break;
		case 4:
			result = x;
			result << 4;
			x -= x;
		case 5:
			x = x*x;
		case 1:
		default:
			result = x + 0x4b;
			break;
	}
	return result;
}

6. 如圖：
   
   A：A[i][j][k] = 首地址+L((ST)i+Sj+k)
   B:確定R、S和T的值。
   由彙編代碼，可以得出RST8 = 3640（條件1）
   由彙編代碼，A[i][j][k]的位置的公式爲A + (65i + 13j + k)8，對照第一問得出的公式，可以得出T =13 ST = 65（條件2）
   綜合條件1，2，可以計算出R = 7 S = 5 T= 13。

7. 如圖：
   
   做這個題時應注意 數據對齊
   對齊的四個原則

     規則0：第一個數據成員應該爲1,或者是2的倍數
     規則1：結構體（struct）的數據成員，第一個數據成員放在offset爲0的地方，以後每個數據成員存放在offset爲該數據成員大小的整數倍的地方（比如int在32位機爲４字節，則要從4的整數倍地址開始存儲）。
     規則2：如果一個結構體B裏嵌套另一個結構體A，則結構體A應從offset爲A內部最大成員的整數倍的地方開始存儲。（struct B裏存有struct A，A裏有char，int，double等成員，那A應該從8的整數倍開始存儲。），結構體A中的成員的對齊規則仍滿足原則1、原則2。
     規則3：結構體的總大小，也就是sizeof的結果，必須是其內部最大成員的整數倍，不足的要補齊。
   

setVal:
    movslq  8(%rsi), %rax   #  5 <= B <= 8
    addq    32(%rsi), %rax  # 9<= A <= 10
    movq    %rax, 184(%rdi) # 180 <= A * B * 4 <= 184
    ret

8. 如圖：
   
   

    <test>:
        mov    0x120(%rsi), %ecx        # ecx = *(bp + 288)
        add    (%rsi), %ecx             # ecx += *bp
                                        # 上兩行可推斷 288 是 last 與 first 的首地址之差
        lea    (%rdi, %rdi, 4), %rax    # rax = 5i
        lea    (%rsi, %rax, 8), %rax    # rax = bp + 40i
        mov    0x8(%rax), %rdx          # rdx = *(bp + 40i + 8)
        movslq %ecx, %rcx               # rcx = ecx(符號擴展)
                                        # ecx = n，將其符號擴展，賦值給 x 
                                        # 由此推斷 a_struct 中的 x 是長整型 long 的數組
        mov    %rcx, 0x10(%rax, %rdx, 8)# 8 * (*(bp + 40i + 8)) + bp + 40i + 16 = rcx
        retq
   

比較簡單的推斷在上圖中列出；
難點在mov 0x8(%rax), %rdx # rdx = (bp + 40i + 8)和mov %rcx, 0x10(%rax, %rdx, 8)# 8 * ((bp + 40i + 8)) + bp + 40i + 16 = rcx，bp + 8 + 40i 很容易猜出它是 b_struct 中 a[i] 的首地址，且 b_struct 八字節對齊，結構 a_struct 的字節數爲 40；
而 8 * ( *(bp + 40i + 8) ) 可以知道這是索引，進而推斷 a_struct 中 idx 排在 x 前面；
那麼 bp + 40i + 16 就可以寫成 bp + 8 + 40i + 8，前一個 8 是 first 的偏移，後一個 8 是 idx 的偏移；
A.
根據推斷，結構 a_struct 的字節數爲 40
CNT = (288 - 8)/40 = 7
B.

typedef struct {
    long idx;
    long x[4];
} a_struct;

9. 如圖：
   

    A:
    e1.p      0
    e1.y      8
    e2.x      0
    e2.next   8
    B：總共需要16個字節
   

C:
void proc(union ele *up)
{
	up->e2.x = *(up->e2.next->e1.p)-up->e2.next->e1.y;
}

10. 如圖：
    

#include<stdio.h>
#define MAX 10
void good_echo() {
	char buffer[MAX];
	while (fgets(buffer, MAX, stdin) != NULL) {
		printf("%s", buffer);
		if (ferror(stdin)) {
			printf("\nError\n");
			return;
		}
	}
}

11. 如圖：
    
    A.
    通過兩個連續的 xmm 寄存器，例如第一個複數參數以 %xmm0 和 %xmm1 傳遞，第二個以 %xmm2 和 %xmm3 傳遞，以此類推
    B.
    %xmm0 作爲返回值的實部， %xmm1 作爲返回值的虛部