前言
有幸作为助教参与信息院“周末夜校”讲解2023年试卷第2-3题（汇编），借这个契机重新温习了一下这份试卷。
以下各部分的PPT由讲评助教分别完成并讲解。
- 1,6题 @计科21杨助教
- 2,3题 @计科21甘晴void
- 4,5题 @智能21姚助教
由于2,3题过程较为繁杂而长，我将重新开一个页面专门讲解这两道题，这里只放答案。
＞ 甘晴void：由2023年CS两道汇编题看汇编题解法，争取满分-CSDN博客
一.简答题（10 分）
小明仿照 IEEE 754
标准，对其进行了微调，形成了
HNU 2023
标准。
微调的地方为：
IEEE 754
标准中，对于
k
位阶码，其偏移值为
2^(
k-1)
-1
，而
HNU 2023
标准中，规定偏移值为 2^
k
-1
。
以
10bit
数字（其中
1bit
为符号位，
4bit
为阶码位，
5bit
为尾数位）为例，仅讨论
正数的情况。
请回答：
（
1
）
HNU 2023
标准与
IEEE754
标准相比，其表示的数字范围有何区别？
（
2
）对于
HNU 2023
标准与
IEEE754
标准，其不能表示的最小整数分别是多少？请写出其十进制值与二进制值表示。
【解答】（@计科21杨助教）：
（1）
（2）
二.程序填空题（10 分，每空 2 分）
如下是一个
c
语言程序及其对应的汇编代码（
32
位机，小端环境下编译），请参照汇编代码，完成 c
程序的空缺部分。
c
语言程序：
int main()
{
int i,j,flag;
int sum= (1)
for( (2) ; (3) ;i++,j+=2)
{
flag= (4) ;
sum+= (5) ;
}
return sum;
}
汇编代码如下：
main:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $16, %esp
movl $17, -8(%ebp)
movl $5, -16(%ebp)
movl $1, -12(%ebp)
jmp .L2
.L5:
movl -16(%ebp), %eax
andl $1, %eax
testl %eax, %eax
jne .L3
movl -12(%ebp), %eax
addl $3, %eax
jmp .L4
.L3:
movl -16(%ebp), %eax
subl $2, %eax
.L4:
movl %eax, -4(%ebp)
subl $1, -16(%ebp)
movl -12(%ebp), %eax
imull -16(%ebp), %eax
addl -4(%ebp), %eax
addl %eax, -8(%ebp)
addl $1, -12(%ebp)
addl $1, -16(%ebp)
addl $2, -12(%ebp)
.L2:
movl -12(%ebp), %eax
movl -16(%ebp), %edx
addl %edx, %eax
cmpl $98, %eax
jle .L5
movl -8(%ebp), %eax
leave
ret【答案】
三.程序填空题（第一空 3 分，后面三空每空 4 分，共 15 分）
如下是一个
c
语言程序及其对应的汇编代码（
32
位机，小端环境下编译），请参照汇编代码， 完成 c
程序的空缺部分。
c
语言程序：
int f(int a,int b)
{
if(0==a) return (1) ;
return (2) ;
}
int g(int x)
{
if(x<=0) return 0;
if(x==1||x==2) return 1;
return (3) ;
}
int main()
{
int x=3,y=5;
return f( (4) );
return 0;
}
汇编代码如下：
f:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
subl $24, %esp
cmpl $0, 8(%ebp)
jne .L2
movl 12(%ebp), %eax
imull 12(%ebp), %eax
jmp .L3
.L2:
movl 12(%ebp), %eax
movl 8(%ebp), %edx
addl %edx, %eax
movl %eax, (%esp)
call g
.L3:
leave
ret
g:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ebx
subl $20, %esp
cmpl $0, 8(%ebp)
jg .L5
movl $0, %eax
jmp .L6
.L5:
cmpl $1, 8(%ebp)
je .L7
cmpl $2, 8(%ebp)
jne .L8
.L7:
movl $1, %eax
jmp .L6
.L8:
movl 8(%ebp), %eax
subl $2, %eax
movl %eax, (%esp)
call g
leal (%eax,%eax), %ebx
movl 8(%ebp), %eax
addl $3, %eax
movl %eax, (%esp)
call g
movl %eax, %edx
movl %edx, %eax
addl %eax, %eax
addl %edx, %eax
addl %ebx, %eax
.L6:
addl $20, %esp
popl %ebx
popl %ebp
ret
main:
pushl %ebp
movl %esp, %ebp
pushl %ebx
andl $-16, %esp
subl $32, %esp
movl $3, 24(%esp)
movl $5, 28(%esp)
movl 28(%esp), %eax
movl 24(%esp), %edx
movl %edx, %ecx
subl %eax, %ecx
movl %ecx, %eax
movl %eax, (%esp)
call g
movl %eax, %ebx
movl 28(%esp), %eax
movl %eax, 4(%esp)
movl 24(%esp), %eax
movl %eax, (%esp)
call f
imull %ebx, %eax
movl 28(%esp), %edx
movl 24(%esp), %ecx
addl %ecx, %edx
movl %eax, 4(%esp)
movl %edx, (%esp)
call f
movl -4(%ebp), %ebx
leave
ret【答案】
四.综合应用题（20 分）
一个函数调用的
C
代码如下：
#include "stdio.h"
void test(int *xp,int *yp,int i,int j)
{
int size=sizeof(int), step=(i*(3*size)+j*size)/4;
int *addr1=(int*)(xp+step);
int *addr2=(int*)(yp+step);
int m=*addr1, n=*addr2;
*addr1=n;
*addr2=m;
}
int main()
{
int A[3][3]={{1,4,7},{2,5,8},{3,6,9}};
int B[3][3]={{10,20,30},{40,50,60},{70,80,90}};
int *PA=*A;
int *PB=*B;
test(PA,PB,1,2);
printf("A[1][2]=%d\n B[1][2]=%d\n", A[1][2],B[1][2]);
return 0;
}
1.
该程序运行后，打印在屏幕上的结果是
_______________________(5
分
)
；
2.
将返回地址“
Rtn Addr”
，填入栈帧图中准确位置（
3
分）；
3.
在主函数栈帧中的正确位置，填写
4
个传递参数（
12
分）；
*
说明：当前
ESP
与
EBP
指向子函数栈帧，图中每一格为
4
字节。
【答案】暂无
五.综合应用题（20 分）
给定一个
32
位
Linux
系统，其高速缓存的大小为
64
字节，
2
路组相联，每个块
16
字节。 高速缓存采用的写策略是直写，替换策略为 LRU(
最近最少使用
)
。
A
）（
2
分）
基础知识
A1)
高速缓存中有多少个组
?
A2)
每个组中有多少缓存行
?
B
）
(10
分
)
假设如下
:
- 访问一次内存消耗 100 ns
- 访问一次 cache 的开销是 1 ns
- 忽略可能发生的其他时间开销(回收、存储到高速缓存等)
- 如果使用高速缓存，我们总是会先访问高速缓存(因此，在这种情况下，高速缓存未命中的开销为 101 ns)
给定一个整数数组
:
int Arr[6][4];
Arr
数组从地址
0x00000000
开始。
如果我们要逐一访问数组中的以下元素
:
B1)
用
“H”
或
“M”
填空，分别表示高速缓存命中和高速缓存未命中。
B2
）如果不使用高速缓存，时间开销是多少
?
B3
）如果使用高速缓存，时间开销是多少
?
C)
（
8
分）
如果我们使用以下程序访问数组
:
int i, j;
for ( i = 0; i < 4; i++) {
for ( j = 0; j < 6; j++) {
Arr[j][i]++;
}
}
C1)
如果不使用高速缓存，时间开销是多少
?
C2)
如果使用高速缓存，时间开销是多少
?
【答案】暂无
六.综合分析题（25 分）
现有如下
C
代码片断：
……
extern int number=2
int sharedV（）{ return number };
int main ()
{
int i,child_status;
pid_t pid[sharedV];
void myHandler(int sig) {
printf("Process received signal\n");
exit(0); }
signal(SIGINT, myHandler);
for(i=0;i< sharedV(); i++) {
if ((pid[i]=fork())==0) { while(1);} }
for (i=0; i<sharedV(); i++) {
kill(pid[i],SIGINT);}
for (i=0;i<sharedV(); i++) {
pid_t wpid=wait(&child_status);
if (WIFEXITED(child_status))
printf("Process %d: Hello,World!%d\n",wpid,WEXITSTATUS(child_status));
}
请阅读分析上述
C
代码后，尝试解答下列问题：
（
1
）这段代码的输出结果可能是什么？为什么会有这样的输出？
（
2
）在这段代码中
wait
函数的作用是什么？如果改用
waitpid
函数可能会产生什么影响？
（
3
）当观察该代码对应的可重定位目标文件时，发现如下信息：
请问这两行是什么意思？作用是什么？在可执行文件里面这两行会产生什么变化？
（
4
）对可执行文件进行反汇编观察时，发现在
<main>
部分对应
printf
函数调用的地方出现了如下汇编代码：
call 80483e0 <printf@plt>
继而查看
0X80483e0
地址处的内容，发现出现如下语句：
jmp *0x804a00c
push $0x0
jmp 80483d0 <_init+0x24>
请结合你学习的
PIC
的相关知识尝试解答这几条语句是干什么用的，以及后续对printf 的重定位过程。
（
5
）对于题干中的代码，不考虑数据结构和算法的变更，做什么修订可能能改善该代码的执行性能？
【解答】（@计科21杨助教）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
