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家庭作業

家庭作業一（Chapter 2）

P80 2.56

試用不同的示例值來運作show_bytes的代碼。

為了能友善地同屏顯示多個不同的示例值結果，對原有的代碼做了一定的添加修改，使得主函數main中有do-while循環。

源代碼如下：

#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("\n");
}
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:\n");
        scanf("%d",&val);
        test_show_bytes(val);
        printf("Do you want to continue?(YY or NN)\n");
        fflush(stdin);
        scanf("%c\n",&flag);
        //printf("flag =%c\n",flag);
        fflush(stdin);
    }while(flag == 'y' || flag == 'Y');
}

運作結果（以12345，23，45為例） 

家庭作業

P80 2.57

編寫程式showshort,showlong,show_double，它們分别列印類型為short int，long int,double的C語言對象的位元組表示。請嘗試在幾種機器上運作。

與上題中的show_int函數結構類似，都是将原來的資料類型強轉為位元組型然後以二進制形式輸出。

C語言代碼如下：

#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("\n");
}
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:\n");
        scanf("%d",&sval);
        test_show_bytes(sval);
        printf("Do you want to continue?(YY or NN)\n");
        fflush(stdin);
        scanf("%c\n",&flag);
        //printf("flag =%c\n",flag);
        fflush(stdin);
    }while(flag == 'y' || flag == 'Y');
}

結果如下：

家庭作業

P204 3.58

下面的代碼是在一個開關語句中進行分支選擇的例子。實作各個動作的彙編代碼如圖中的彙編代碼所示。填寫C代碼中缺失的那部分，注意那些會落入其他情況中的情況。

C代碼：

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;
}

彙編代碼：

.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的值傳給%edx；把p1（指針）傳給了%ecx之後，又将p2的值傳給了%ecx所指向位置——相當于讓指針P1指向原P2所指向的值

.L14部分：根據前面的基礎，movl %edx,(%eax) 一句是讓P2指向了（P1指向的值加上P2指向的值）

.L15部分：直接讓P2指向了15；然後讓P2指向了P1指向的值

.L16部分：讓P2指向了P1指向的值，傳回值設定為17

.L19部分：直接傳回了result的初始值

【注意：關于可能落入其他情況中的情況；我注意到.L16部分是沒有jmp .L19的語句的；然而在給出的C代碼中，.L16對應的MODED之後是.L17對應的MODEE。仔細觀察這兩部分彙編代碼，發現都有将result指派為17的語句。是以得出，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;
}

家庭作業二（Chapter 3）

P206 3.60

考慮下面的源代碼，這裡R,S,T都是用#define聲明的常數 
int A[R][S][T];
int store_ele(int i,int j,int k,int *dest)
{
    *dest=A[i][j][k];
    return sizeof(A);
}
編譯這個程式，GCC産生下面的彙編代碼：（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）從二維擴充到三維，提供數組元素A[i][j][k]位置的公式

B.根據彙編代碼，确定R,S,T的值

對上面的彙編代碼逐行翻譯，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.不考慮每個元素的大小，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。考慮A數組有起始位置并且數組元素也有大小（4），是以真正的位址是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;

再有最後的4RS*T=2772可以得出：

R=11;S=7;T=9

家庭作業三（第八章）

8.10

在這一章裡，我們介紹了一些具有不尋常的調用和傳回行為的函數：setjmp,longjmp,execve,fork。找到下列行為中和每個函數相比對的一種：  A.調用一次，傳回兩次  B.調用一次，從不傳回  C.調用一次，傳回1次或者多次

【解答】  對列舉出來的函數逐個分析：

  • setjmp函數——
    • 代碼： 
      int setjmp(imp_buf env);傳回0
int sigsetjmp(sigjmp_buf env,int savesigs);
    • 解釋：setjmp函數被調用一次而傳回兩次，依次是在儲存目前環境的時候（傳回0），另一次是被每一個相應的longjmp調用（傳回錯誤類型）
  • longjmp函數——與上面的setjmp相配合使用，無傳回值 
    • void longjmp(jmp_buf env,int retval);
void siglongjmp(sigjmp_buf env,int retval);
  • execve函數—— 
    • int execve(const char *filename,const char *argv[],const char *envp[]);//加載并運作可執行目标檔案，如果成功則無傳回值，如果不成功則傳回-1
  • fork函數—— 
    • pid_t fork(void);//子程序傳回0；父程序傳回子程序的PID；如果出錯，則為-1
    • 解釋：fork函數被建立之後，将傳回兩次：一次傳回到父程序中，一次傳回到子程序中

是以，

A. 調用一次，傳回兩次： fork  B. 調用一次，從不傳回： execve, longjmp  C. 調用一次，傳回一次或者多次： setjmp

8.16

下面這個程式的輸出是什麼？ 
#include "csapp.h"
int counter = 1;
int main()
{
    if(fork() == 0)
    {
        counter--;
        exit(0);
    }
    else
    {
        Wait(NULL);
        printf("counter = %d\n",++counter);
    }
    exit(0);
}

【解答】 首先，主函數建立了子程序，并将其傳回值加入判斷條件；進而使得子程序執行if語句中的指令；而父程序執行else裡面的指令；子程序會使得在自己從父程序中拷貝來的資料裡的counter從原有的值減一變為0；父程序執行wait之後，若子程序還未結束則被挂起，直到子程序結束，然後列印出來其資料中儲存的counter加上1的結果：2

是以答案為：counter = 2

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