计算机系统第三章答案

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_typedst_type机器级表示charintmovsbl%al,(%edx)intcharmovb%al,(%edx)intunsignedmovl%eax,(%edx)shortintmovswl%ax,(%edx)unsignedcharunsignedmovzbl%al,(%edx)charunsignedmovsbl%al,(%edx)intintmovl%eax,(%edx)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：voidfunc(int*xptr,int*yptr,int*zptr){inttempx=*xptr;inttempy=*yptr;inttempz=*zptr;*yptr=tempx;*zptr=tempy;*xptr=tempz;}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+y8．参考答案：（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]orM[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：0x0100orM[0x8049384]=0100HorFF00H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。100100001000111100010010101010005=00010001111000100101010100000000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。100000001000000010000000andd000000010000000011111111000000001111111100000000or0000000000000000000000000001000001111111111111111111111111111000010000000000000000000000000001000+0000000000000000000000001000000011111111111111111111111111110000100000000000000000000000001110000+（6）指令功能为：R[cx]←R[cx]-1，即CX寄存器的内容减一。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：movl12(%ebp),%ecx//R[ecx]←M[R[ebp]+12]，将y送ECXsall$8,%ecx//R[ecx]←R[ecx]8，将y*256送ECXmovl8(%ebp),%eax//R[eax]←M[R[ebp]+8]，将x送EAXmovl20(%ebp),%edx//R[edx]←M[R[ebp]+20]，将k送EDXimull%edx,%eax//R[eax]←R[eax]*R[edx]，将x*k送EAXmovl16(%ebp),%edx//R[edx]←M[R[ebp]+16]，将z送EDXandl$65520,%edx//R[edx]←R[edx]and65520，将z&0xFFF0送EDXaddl%ecx,%edx//R[edx]←R[edx]+R[ecx]，将z&0xFFF0+y*256送EDXsubl%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EAXmovl20(%ebp),%ecx//R[ecx]←M[R[ebp]+20]，将yh送ECXimull%eax,%ecx//R[ecx]←R[ecx]*R[eax]，将yh*x的低32位送ECXmull16(%ebp)//R[edx]R[eax]←M[R[ebp]+16]*R[eax]，将yl*x送EDX-EAXleal(%ecx,%edx),%edx//R[edx]←R[ecx]+R[edx]，将yl*x的高32位与yh*x的低32位相加后送EDXmovl8(%ebp),%ecx//R[ecx]←M[R[ebp]+8]，将d送ECXmovl%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。0000000000010000111111111111111110000000000001111+（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：1movb8(%ebp),%dl//R[dl]←M[R[ebp]+8]，将x送DL2movl12(%ebp),%eax//R[eax]←M[R[ebp]+12]，将p送EAX3testl%eax,%eax//R[eax]andR[eax]，判断p是否为04je.L1//若p为0，则转.L1执行5testb$0x80,%dl//R[dl]and80H，判断x的第一位是否为06je.L1//若x=0，则转.L1执行7addb%dl,(%eax)//M[R[eax]]←M[R[eax]]+R[dl]，即*p+=x8.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：1voidcomp(charx,int*p)2{3if(p!=0)4if(x0)5*p+=x;6}13．参考答案：1intfunc(intx,inty)2{3intz=x*y;4if(x=-100){5if(yx)6z=x+y;7else8z=x-y;9}elseif(x=16)10z=x&y;11returnz;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。1movw8(%ebp),%bx//R[bx]←M[R[ebp]+8]，将x送BX2movw12(%ebp),%si//R[si]←M[R[ebp]+12]，将y送SI3movw16(%ebp),%cx//R[cx]←M[R[ebp]+16]，将k送CX4.L1:5movw%si,%dx//R[dx]←R[si]，将y送DX6movw%dx,%ax//R[ax]←R[dx]，将y送AX7sarw$15,%dx//R[dx]←R[dx]15，将y的符号扩展16位送DX8idiv%cx//R[dx]←R[dx-ax]÷R[cx]的余数，将y%k送DX//R[ax]←R[d