计算机系统第三章答案

由天下分享时间：2024/9/17 12:37:26 加入收藏我要投稿点赞

. 习题

3．参考答案：

（1）后缀：w，源：基址+比例变址+偏移，目：寄存器（2）后缀：b，源：寄存器，目：基址+偏移（3）后缀：l，源：比例变址，目：寄存器（4）后缀：b，源：基址，目：寄存器（5）后缀：l，源：立即数，目：栈（6）后缀：l，源：立即数，目：寄存器（7）后缀：w，源：寄存器，目：寄存器（8）后缀：l，源：基址+变址+偏移，目：寄存器 4．参考答案：

（1）源操作数是立即数0xFF，需在前面加‘$’

（2）源操作数是16位，而长度后缀是字节‘b’，不一致（3）目的操作数不能是立即数寻址

（4）操作数位数超过16位，而长度后缀为16位的‘w’ （5）不能用8位寄存器作为目的操作数地址所在寄存器（6）源操作数寄存器与目操作数寄存器长度不一致（7）不存在ESX寄存器

（8）源操作数地址中缺少变址寄存器 5．参考答案：

表3.12 题5用表 src_type char int int short unsigned char char int dst_type int char unsigned int unsigned unsigned int 机器级表示 movsbl %al, (íx) movb %al, (íx) movl êx, (íx) movswl %ax, (íx) movzbl %al, (íx) movsbl %al, (íx) movl êx, (íx) 6．参考答案：

（1）xptr、yptr和zptr对应实参所存放的存储单元地址分别为：R[ebp]+8、R[ebp]+12、

R[ebp]+16。

（2）函数func的C语言代码如下： void func(int *xptr, int *yptr, int *zptr) { int tempx=*xptr; int tempy=*yptr; int tempz=*zptr;

*yptr=tempx; *zptr = tempy;

*xptr = tempz;

}

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. 7．参考答案：

（1）R[edx]=x

（2）R[edx]=x+y+4 （3）R[edx]=x+8*y （4）R[edx]=y+2*x+12 （5）R[edx]=4*y （6）R[edx]=x+y 8．参考答案：

（1）指令功能为：R[edx]←R[edx]+M[R[eax]]=0x00000080+M[0x8049300]，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

0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 + 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000 1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0000

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

0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 + 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000

因此，ECX中的内容改为0x80000008。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=1?0=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：0x0100 or M[0x8049384]=0100H or FF00H

0000 0001 0000 0000 or 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000

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] and 0x80

1000 0000 and1000 0000 1000 0000

由3.3.3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=1。（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。 1001 0000 1000 1111 0001 0010 1010 1000<<5

=0001 0001 1110 0010 0101 0101 0000 0000

因此，指令执行后，单元0x8049380中的内容改变为0x11e25500。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。

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. （6）指令功能为：R[cx] ←R[cx]-1，即CX寄存器的内容减一。

0000 0000 0001 0000 + 1111 1111 1111 1111 1 0000 0000 0000 1111

因此，指令执行后CX中的内容从0x0010变为0x000F。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=0。

9．参考答案：

movl 12(?p), ìx //R[ecx]←M[R[ebp]+12]，将y送ECX sall $8, ìx //R[ecx]←R[ecx]<<8，将y*256送ECX movl 8(?p), êx //R[eax]←M[R[ebp]+8]，将x送EAX movl 20(?p), íx //R[edx]←M[R[ebp]+20]，将k送EDX imull íx, êx //R[eax]←R[eax]*R[edx]，将x*k送EAX movl 16(?p), íx //R[edx]←M[R[ebp]+16]，将z送EDX andl $65520, íx //R[edx]←R[edx] and 65520，将z&0xFFF0送EDX addl ìx, íx //R[edx]←R[edx] + R[ecx]，将z&0xFFF0+y*256送EDX subl íx, êx //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： 3 int v = 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unsigned long long。

movl 12(?p), êx //R[eax]←M[R[ebp]+12]，将x送EAX movl 20(?p), ìx //R[ecx]←M[R[ebp]+20]，将yh送ECX imull êx, ìx //R[ecx]←R[ecx]*R[eax]，将yh*x的低32位送ECX mull 16(?p) //R[edx]R[eax]←M[R[ebp]+16]*R[eax]，将yl*x送EDX-EAX (ìx, íx), íx

// R[edx]←R[ecx]+R[edx]，将yl*x的高32位与yh*x的低32位相加后送EDX

movl 8(?p), ìx //R[ecx]←M[R[ebp]+8]，将d送ECX movl êx, (ìx) //M[R[ecx]]←R[eax]，将x*y低32位送d指向的低32位 movl íx, 4(ìx) //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0x80483b1=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。

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leal

. （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，则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：

1 movb 8(?p), %dl //R[dl]←M[R[ebp]+8]，将x送DL 2 movl 12(?p), êx //R[eax]←M[R[ebp]+12]，将p送EAX 3 testl êx, êx //R[eax] and R[eax]，判断p是否为0 4 je .L1 //若p为0，则转.L1执行 5 testb $0x80, %dl //R[dl] and 80H，判断x的第一位是否为0 6 je .L1 //若x>=0，则转.L1执行 7 addb %dl, (êx) //M[R[eax]]←M[R[eax]]+R[dl]，即*p+=x

8 .L1:

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： 1 void comp(char x, int *p) 2 {

3 if (p!=0) 4 if (x<0) 5 *p += x; 6 }

13．参考答案：

1 int func(int x, int y) 2 {

3 int z = x*y ; 4 if ( x<=-100 ) { 5 if ( y>x ) 6 z = x+y ; 7 else 8 z = x-y ; 9 } else if ( x>=16 ) 10 z = x &y ; 11 return z; 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，参数x、y和k入栈时都占4个字节。 1 movw 8(?p), %bx //R[bx]←M[R[ebp]+8]，将x送BX 2 movw 12(?p), %si //R[si]←M[R[ebp]+12]，将y送SI 3 movw 16(?p), %cx //R[cx]←M[R[ebp]+16]，将k送CX

4 .L1:

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. 5 movw %si, %dx 6 movw %dx, %ax 7 sarw $15, %dx 8 idiv %cx 9 imulw %dx, %bx 10 decw %cx 11 testw %cx, %cx 12 jle .L2 13 cmpw %cx, %si 14 jg .L1

//R[dx]←R[si]，将y送DX //R[ax]←R[dx]，将y送AX

//R[dx]←R[dx]>>15，将y的符号扩展16位送DX //R[dx]←R[dx-ax]÷R[cx]的余数，将y%k送DX //R[ax]←R[dx-ax]÷R[cx]的商，将y/k送AX //R[bx]←R[bx]*R[dx]，将x*(y%k) 送BX //R[cx]←R[cx]-1，将k-1 送CX

//R[cx] and R[cx]，得OF=CF=0，负数则SF=1,零则ZF=1 //若k小于等于0，则转.L2

//R[si] - R[cx]，将y与k相减得到各标志 //若y大于k，则转.L1

15 .L2:

16 movswl %bx, êx // 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：

1 int f1(unsigned x)

2 {

3 int y = 0 ; 4 while ( x!=0 ) { 5 y ^=x ; 6 x>>=1 ; 7 } 8 return y&0x1 ; 9 }

函数f1的功能返回：( x ^ x>>1 ^ x>>2 ^ ….) & 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：

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.L7处执行，否则，按照跳