计算机系统第三章答案Word下载.docx
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300],寄存器EDX中内容改变。
改变后的内容为以下运算的结果:
00000080H+FFFFFFF0H
00000000000000000000000010000000
+11111111111111111111111111110000
100000000000000000000000001110000
因此,EDX中的内容改变为0x00000070。
根据表
3.5可知,加法指令会影响OF、SF、ZF和CF标志。
OF=0,ZF=0,SF=0,CF=1。
2)指令功能为:
R[ecx]—R[ecx-M[R[eax]+R[ebx]]=0x00000010+M[0x8049400],寄存器ECX中内容改变。
改变后的内容为以下运算的结果:
00000010H-80000008H
00000000000000000000000000010000
+01111111111111111111111111111000
010000000000000000000000000001000
因此,ECX中的内容改为0x8000000&
根据表3.5可知,减法指令会影响OF、SF、ZF和CF标志。
OF=1,ZF=0,SF=1,CF=10=1
(3)指令功能为:
R[bx]・R[bx]or
M[R[eax]+R[ecx]*8+4],寄存器BX中内容改变。
改变后的内容为以下运算的结果:
0x0100or
M[0x8049384]=0100HorFF00H
0000000100000000
o1111111100000000
1111111100000000
因此,BX中的内容改为0xFF00。
由3.3.3节可知,OR指令执行后OF=CF=0;
因为结果不为0,故ZF=0;
因为最高位为1,故SF=1。
(4)test指令不改变任何通用寄存器,但根据以下与”操
作改变标志:
R[dl]and0x80
10000000
and10000000
由333节可知,TEST指令执行后OF=CF=0;
因为结果不为0,故ZF=0;
因为最高位为1,故SF=1o
5)指令功能为:
M[R[eax]+R[edx]]■M[R[eax]+R[edx]]*32,即存储单元0x8049380中的内容改变为以下运算的结果:
M[0x8049380]*32=0x908f12a8*32,也即只要将
0x908f12a8左移5位即可得到结果。
10010000100011110001001010101000<
<
5
=00010001111000100101010100000000因此,指令执行后,单元0x8049380中的内容改变为0x11e25500b显然,这个结果是溢出的。
但是,根据表3.5可知,乘法指令不影响标志位,也即并不会使OF=1。
(6)指令功能为:
R[cx]JR[cx]-1,即CX寄存器的内容减一。
0000000000010000
+1111111111111111
10000000000001111
因此,指令执行后CX中的内容从0x0010变为
OxOOOF。
由表3.5可知,DEC指令会影响OF、ZF、
SF,根据上述运算结果,得到OF=0,ZF=0,SF=O。
9•参考答案:
movl12(%ebp),%ecx〃R[ecx]JM[R[ebp]+12],将y送ECX
sall$8,%ecx〃R[ecx]jR[ecx]<
8,将y*256送ECX
movl8(%ebp),%eax〃R[eax]JM[R[ebp]+8],将x送EAX
movl20(%ebp),%edx〃R[edx]JM[R[ebp]+20],将k
送EDX
imull%edx,%eax〃R[eax]JR[eax]*R[edx],将x*k
送EAX
movl16(%ebp),%edx〃R[edx]JM[R[ebp]+16],将z送
EDX
andl$65520,%edx〃R[edx]—R[edx]and65520,将
z&
OxFFFO送EDX
addl%ecx,%edx〃R[edx]—R[edx]+R[ecx],将
0xFFF0+y*256送EDX
subl%edx,%eax〃R[eax]—R[eax]-R[edx],将
x*k-(z&
0xFFF0+y*256)送EAX
根据以上分析可知,第3行缺失部分为:
3intv=x*k-(z&
0xFFF0+y*256);
10.参考答案:
从汇编代码的第2行和第4行看,y应该是占8个字节,R[ebp]+20开始的4个字节为高32位字节,记为yh;
R[ebp]+16开始的4个字节为低32位字节,记为yl。
根据第4行为无符号数乘法指令,得知y的数据类型num_type为unsignedlonglong。
movl12(%ebp),%eax〃R[eax]—M[R[ebp]+12],将x送EAX
movl20(%ebp),%ecx〃R[ecx]—M[R[ebp]+20],将yh送ECX
imull%eax,%ecx〃R[ecx]—R[ecx]*R[eax],将
yh*x的低32位送ECX
mull16(%ebp)
〃R[edx]R[eax]■M[R[ebp]+16]*R[eax],将yi*x送
EDX-EAX
leal(%ecx,%edx),%edx
//R[edx]讣[ecx]+R[edx],将yi*x的高32位与yh*x
的低32位相加后送EDX
movl8(%ebp),%ecx〃R[ecx]f[R[ebp]+8],将d
送ECX
movl%eax,(%ecx)〃M[R[ecx]]^R[eax],将x*y低32位送d指向的低32位
movl%edx,4(%ecx)//M[R[ecx]+4]^R[edx],将x*y高32位送d指向的高32位
11.参考答案:
根据第3.3.4节得知,条件转移指令都采用相对转移方式在段内直接转移,即条件转移指令的转移目标地址为:
(PC)+偏移量。
(1)因为je指令的操作码为01110100,所以机器代码7408H中的08H是偏移量,故转移目标地址为:
0x804838c+2+0x8=0x8048396。
call指令中的转移目标地址0x80483b仁0x804838e+5+0x1e由此,可以看出,call指令机器代码中后面的4个字节是偏移量,因IA-32采用小端方式,故偏移量为0000001EH。
call指令机器代码共占5个字
节,因此,下条指令的地址为当前指令地址0x804838e加5。
(2)jb指令中F6H是偏移量,故其转移目标地址为:
0x8048390+2+0xf6=0x8048488。
movl指令的机器代码有10个字节,前两个字节是操作码等,后面8个字节为两个立即数,因为是小端方式,所以,第一个立即数为0804A800H,即汇编指令中的目的地址
0x804a800,最后4个字节为立即数00000001H,即汇编指令中的常数0x1。
(3)jle指令中的7EH为操作码,16H为偏移量,其汇编形式中的0x80492e0是转移目的地址,因此,假定后面的mov指令的地址为x,贝I」x满足以下公式:
0x80492e0=x+0x16,故x=0x80492e0-0x16=0x80492ca。
(4)jmp指令中的E9H为操作码,后面4个字节为偏移量,因为是小端方式,故偏移量为FFFFFF00H,即-100H=-256。
后面的sub指令的地址为0x804829b,故jmp指令的转移目标地址为0x804829b+0xffffff00=0x804829b-0x100=0x804819b。
12.参考答案:
(1)汇编指令的注解说明如下:
1movb8(%ebp),%dl
〃R[dl]fl[R[ebp]+8],将x送DL
2movl12(%ebp),%eax
〃R[eax]HM[R[ebp]+12],将p送EAX
3testl%eax,%eax〃R[eax]and
R[eax],判断p是否为0
4je丄1//若p为0,则转.L1执行
5testb$0x80,%dl//R[dl]and
80H,判断x的第一位是否为0
6je丄1〃若x>
=0,则转.L1执行
7addb%dl,(%eax)//M[R[eax]]MM[R[eax]]+R[dl],即*p+=x
8丄1:
因为C语言if语句中的条件表达式可以对多个条件进行逻辑运算,而汇编代码中一条指令只能进行一种逻辑运算,并且在每条逻辑运算指令生成的标志都是存放在同一个EFLAGS寄存器中,所以,最好在一条逻辑指令后跟一条条件转移指令,把EFLAGS中标志用完,
然后再执行另一次逻辑判断并根据条件进行转移的操作。
(2)按照书中图3.22给出的“if()goto…”语句形式写出汇编代码对应的C语言代码如下:
1voidcomp(charx,int*p)
2{
3if(p!
=0)
13.
9
10
11
if(x<
0)
*p+=x;
考答案:
intfunc(intx,inty)
intz=x*y;
if(xv=-100){
if(y>
x)
z=x+y;
else
z=x-y;
}elseif(-x>
=16)
z=X&
y:
return乙}
12
14•参考答案:
(1)每个入口参数都要按4字节边界对齐,因此,x、y和k入栈时都占4个字节
o
1movw8(%ebp),%bx〃R[bx]f[R[ebp]+8],将x
送BX
2movw12(%ebp),%si〃R[si]f[R[ebp]+12],将y
送SI
3movw16(%ebp),%cx〃R[cx]日M[R[ebp]+16],将k送CX
4丄1:
5movw%si,%dx〃R[dx]讣[si],将y送DX
6movw%dx,%ax〃R[ax]^R[dx],将y送AX
7sarw$15,%dx〃R[dx]讣[dx]>
>
15,将y的符号
扩展16位送DX
8idiv%cx〃R[dx]■R[dx-ax]十R[cx]的余数,将y%k送DX
〃R[ax]■R[dx-ax]十R[cx]的商,将y/k送AX
9imulw%dx,%bx//R[bx]讣[bx]*R[dx],将
x*(y%k)送BX
10decw%cx//R[cx]讣[cx]-1,将k-1送CX
11testw%cx,%cx//R[cx]andR[cx],得OF=CF=0,负数则SF=1,零则ZF=1
12jle
丄2
〃若k小于等于0,则转.L2
13cmpw
%cx,%si
//R[si]-R[cx],将y与k相减得
到各标志
14jg
丄1
〃若y大于k,则转丄1
15.L2:
16movswl%bx,%eax//R[eax]^R[bx],将
x*(y%k)送AX
(2)被调用者保存寄存器有BX、SI,调用者保存寄存器有AX、CX和DX。
在该函数过程体前面的准备阶段,被调用者保存的寄存器EBX和ESI必须保存到栈中。
(3)因为执行第8行除法指令前必须先将被除数扩展为32位,而这里是带符号数除法,因此,采用算术右移以扩展16位符号,放在高16位的DX中,低16位在AX中。
15•参考答案:
1intf1(unsignedx)
3inty=0;
4while(x!
=0){
5ya=x;
6x>
=1;
7}
8returny&
0x1;
9}
函数f1的功能返回:
(xAx>
1Ax>
2A….)&
0x1,因此f1用于检测x的奇偶性,当x中有奇数个1,则返回为1,否则返回0。
16•参考答案:
兆转表中的地址转移执行,x与跳转目标处标号的关系
函数sw只有一个入口参数x,根据汇编代码的第2~5行指令知,当x+3>
7时转标号丄7处执行,否则,按照口
跳
如下:
丄3
丄4
丄5
丄7
丄6
switch(x)中省略的处理部分结构如下:
x+3=0:
丄7x+3=1:
x+3=2:
x+3=3:
x+3=4:
x+3=5:
x+3=6:
x+3=7:
由此可知,
case-2:
case-1:
……//丄2标号处指令序列对应的语句
break;
case0:
……//丄3标号处指令序列对应的语句break;
case1:
…….II.L4标号处指令序列对应的语句
case2:
……II丄5标号处指令序列对应的语句
case4:
……//丄6标号处指令序列对应的语句
default:
……//丄7标号处指令序列对应的语句
17•参考答案:
根据第2、3行指令可知,参数a是char型,参数p是指向short型变量的指针;
根据第4、5行指令可知,参数b和c都是unsignedshort型,根据第6行指令可知,test的返回参数类型为unsignedint。
因此,test的原型为:
unsignedinttest(chara,unsignedshortb,unsignedshortc,short*p);
18.参考答案:
每次执行pushl指令后,R[esp]=R[esp]-4,因此,第2行指令执行后R[esp]=0xbc00001c。
(1)执行第3行指令后,R[ebp]=R[esp]=0xbc00001c。
到第12条指令执行结束都没有改变EBP的内容,因而执行第10行指令后,EBP的内容还是为0xbc00001c。
执行第13行指令后,EBP的内容恢复为进入函数funct时的值0xbc000030。
(2)执行第3行指令后,R[esp]=OxbcOOOO1c。
执行第4行指令后R[esp]=
R[esp]-40=0xbc00001c-0x28=0xbbfffff4。
因而执行
第10行指令后,未跳转到scanf函数执行时,ESP中的内容为0xbbfffff4-4=0xbbfffff0;
在从scanf函数返回后ESP中的内容为0xbbfffff4。
执行第13
行指令后,ESP的内容恢复为进入函数funct时的旧值,即R[esp]=0xbc000020。
3)第5、6两行指令将scanf的第三个参数&
入栈,
入栈的内容为R[ebp]-8=0xbc000014;
第7、8两行指令将scanf的第二个参数&
x入栈,入栈的内容为R[ebp]-4=0xbc000018。
故x和y所在的地址分别为0xbc000018和0xbc000014。
(4)执行第10行指令后,funct栈帧的地址范围及其内容如下:
19.参考答案:
第1行汇编指令说明参数x存放在EBX中,根据第4行判断x=0则转.L2,否则继续执行第5~10行指令。
根据第5、6、7行指令可知,入栈参数nx的计算公式为x>
1;
根据第9、10、11行指令可知,返回值为(x&
1)+rv。
由此推断出C缺失部分如下:
1intrefunc(unsignedx){
2if(x==0)
3return0;
4unsignednx=x>
1;
5intrv=refunc(nx);
6return(x&
0x1)+rv;
该函数的功能为计算x的各个数位中1的个数。
20.参考答案:
在IA-32中,GCC为数据类型longdouble型变量分配
12字节空间,实际上只占用10个字节
数组
元素大小(B)
数组大小(B)
起始地址
元素i的地址
charA[10]
1
&
A[0]
A[0]+i
intB[100]
4
400
B[0]
B[0]+4i
short*C[5]
20
C[0]
C[0]+4i
short**D[6]
24
D[0]
D[0]+4i
longdouble
E[10]
120
E[0]
E[0]+12i
long
*F[10]
double
40
F[0]
F[0]+4i
表达式
类型
值
汇编代码
S
short*
As
leal(%edx),%eax
S+i
AS+2*i
leal(%edx,%ecx,2),%eax
S[i]
M[As+2*i]
movw(%edx,%ecx,2),%ax
S[10]
As+20
leal20(%edx),%eax
S[i+2]
As+2*i+4
leal4(%edx,%ecx,2),%eax
S[i]-S
(As+2*i-As)/2=i
movl%ecx,%eax
S[4*i+4]
M[As+2*(4*i+4)]
movw8(%edx,%ecx,8),%ax
*(S+i-2)
M[As+2*(i-2)]
movw-4(%edx,%ecx,2),%ax
21•参考答案:
22•参考答案:
根据汇编指令功能可以推断最终在汇答案型功能个数组元最终在4B,因执答案第-11行指据第行
因此数ffiU都哑”的地址、为
EAX中
23•参
a+4*(63*i+9*j+
N=63/9=7。
根…亠—…4536字节,故L=4536/(4*L*M)=18
24•参考答案:
|中M=76/4=19,存放在EDI中,变量j存放述优化汇编代码对应的函数trans_matrix的C
/、I~II•
voidtransmatrix(inta[M][M]){
叫i,j,QP;
c、
for(i=0;
i<
M;
i++){
p=&
a=°
JJ;
]j<
j++){t=*p;
api徵;
}P+=c;
}}
1233456789^
12}
25•参考答案:
(1)node所需存储空间需要4+(4+4)+4=16字节。
成员
p、s.x、s.y和next的偏移地址分别为0、4、8和12
(2)np」nit中缺失的表达式如下:
voidnp_ininstructnode*np)
{
np->
s.x=np->
s.y;
p=&
(np->
s.x);
np->
next=np;
26•参考答案:
表达式EXPR
TYPE类型
汇编指令序列
uptr->
s1.x
movl(%eax),%eaxmovl%eax,(%edx)
s1.y
movw4(%eax),%axmovw%ax,(%edx)
uptr->
s1.z
leal6(%eax),%eaxmovw%eax,(%edx)
s2.a
s2.a[uptr->
s2.b]
movl4(%eax),%ecx
movl(%eax,%ecx,2),%eaxmovl%eax,(%edx)
*uptr->
s2.p
movl8(%eax),%eaxmovb(%eax),%almovb%al,(%edx)
27•参考答案:
(1)S1:
scid
0248总共12字节,按4字节边界对齐
(2)S2:
iscd
0467总共8字节,按4字节边界对齐
(3)S3:
csid
0248总共12字节,按4字节边
界对齐
(4)S4:
06总共8字节,按2字节边界对齐
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