复旦大学计算机体系结构期末考试B卷

1、。 PAGE 10（1）考虑下面这个for循环的汇编代码looper:pushl%ebpmovl%esp, %ebp subl$16, %esp movl$0, movl$0, jmp.L2.L4:movl-4(%ebp), sall$2, %eaxaddl12(%ebp), movl(%eax), %eax cmpl-8(%ebp), jle.L3movl-4(%ebp), sall$2, %eaxaddl12(%ebp), movl(%eax), %eax movl%eax, .L3:addl$1, addl$2, .L2:movl-4(%ebp), cmpl8(%ebp), %eax j

2、l .L4movl-8(%ebp), %eaxleave ret根据以上的汇编代码，完成相应的for循环C程序代码(注意该程序有返回值)。int looper(int n, int *a)int i; int x=0;for(i=0;ix)/2分x=ai;/ 2分x+;/1分 return x;/ 1分(2)根据已有的结构（structure）和联合C函数voidtest(int i,s2*bp)的IA32 汇编代码，推断出结构s1的完整声明和s2中CNT根据推断结果以及IA32汇编代码，推断补齐相应的C程序代码。下面是要使用到的结构和联合的声明，函数voidtest(inti, s2 IA3

3、2汇编代码。struct s1 struct s2 int left; s1 aCNT;int right;union u1 b;union;u1 struct s1 *h; struct s2 *i; char j;char c;void test(int i, s2 *bp)int n=bp-left+bp-right; s1 *ap=&bp-ai;ap-xap-idx=n;其IA32汇编代码为:test:pushl%ebpmovl%esp, subl$16, %espmovl12(%ebp), %eax movl(%eax), %edx movl12(%ebp), %eax movl18

4、4(%eax), leal(%edx,%eax), movl%eax, -4(%ebp) movl12(%ebp), %eax leal4(%eax), %ecx movl8(%ebp), %edx movl%edx, %eaxsall$2, %eax addl%edx, sall$2, %eaxleal(%ecx,%eax), movl%eax, -8(%ebp) movl-8(%ebp), %eax movl(%eax), %edxmovl movl movl leave ret-8(%ebp), %eax-4(%ebp), %ecx%ecx, 4(%eax,%edx,4)1. CNT=9

5、/2分写出s1的完整声明。 struct s1int idx;/2分int x4;/2分 对于下面左边的每个IA32C程序代码（意下面的函数都需要返回值）proc1:pushl%ebpchar proc1(struct s2 *x)movl%esp, %ebp movl8(%ebp), %eaxreturnx-b.j;movzbl 188(%eax), %eax(4分)popl ret%ebp proc2:pushl%ebpmovl%esp, %ebp subl$16, %esp movl8(%ebp), movl188(%eax), movl(%eax), %eax movl%eax, -4

6、(%ebp) movl8(%ebp), %eax movl188(%eax), movl184(%eax), addl%eax, -4(%ebp) movl-4(%ebp), %eax leaveretproc3:pushl%ebpmovl%esp, %ebpint proc2(struct s2 *x)int a = x-b.i-left;/2分a += x-b.i-right;/3分return a;(3分)subl movlmovl$16, %esp 8(%ebp), (%eax), %eaxchar proc3(union u1 *x)movl188(%eax), %eax movzb

7、l192(%eax), %eaxmovb%al, -1(%ebp)char a = x-i-b.i-c;/2分movl8(%ebp), %eaxa &= x-i-b.j/3分return a;movl(%eax), %eax(3分)movzbl188(%eax), %eax andb%al, -1(%ebp) movzbl-1(%ebp), %eaxleaveret（3）Pentium III的算术操作性能如下：操作整数加法执行时间1发射时间1整数乘法41整数除法3636浮点加法31浮点乘法52浮点除法3838加载或存储(高速缓存命中)考虑如下程序：11int loop(int *a, int

8、 x, intn)int y=x*x; int i;for(i=0;in;i+)x=y*ai;取i，取y，再发射，共3个时钟周期；这里没迭代。return x*y;用GCC进行编译，得到如下汇编代码：.L2:movl %ecx,%eaximull (%esi,%edx,4),%eax incl %edxcmpl %ebx,%edx jl .L2每次循环需要的时钟周期数是多少？3.0/4分通过使用编译选项-funroll -loops,我们可以在编译时进行4方法可以加快loop的运行，解释原因。y和ai的load需要的1钟周期。/6分(4)考虑如下一段程序:int counter=2;void

9、handler(int sig)counter+;int count()signal(SIGCHLD, inti, status;for(i=1; i0)counter+;while (waitpid(-1,&status,0)0); return counter;counter+=i;return counter;int main()printf(counter =%dn, count(); exit(0);问:是/6分如果第一问答案为”是”,给出此固定输出,如果答案为”否”输出。counter7counter7 counter5/4分请写出一段代码，父进程利用fork()函数创建一个子进程

10、之后挂起，子进程什么也不做，睡眠5s后通过kill函数发送SIGALRM信号给父进程，再睡眠3s，然后以状态1退出。父进程在信号处理程序中，回收子进程，打印子进程的退出状态，之后以状态0退出。注意程序中用到的系统调用函数不必到的头文件已经给出。#include #include #include #include #include void handler(int sig)int status;waitpid(-1,&status,0); printf(%dn,WEXITSTATUS(status); exit(0);int main()pid_t pid; signal(SIGALRM, i

11、f(fork()=0)pid=getppid(); sleep(5); kill(pid,SIGALRM); sleep(3);exit(1);pause();sigal()-handler()2分fork() 1分kill()1分waitpid()1sleep()1分。0WEXITSTATUS 1分exit() 1分程序结构 2分(6)下面这个问题考察你如何将虚拟地址翻译成物理地址。我们做出如下假设： 这个存储器是按字节寻址的；存储器访问是针对1字节的字的（不是4字节的字虚拟地址是16位长的；物理地址是13页面大小是1024TLB 是八路组相联，总共16个条目；缓存是物理寻址、直接映射的，行

12、大小为4字节，2路相联总共16个组。在下面的表格中，所有的数字均为16进制。TLBIndexTLBIndexTagPPN094Valid1Page TableVPNPPNValidVPNPPNValid01122122110010351057113101030183004100C10120008100670031007500220006110010150115002311221034113400420146005711520061016400730176008511811094019200A301A500B201B700C501C600D601D200E111E300F001F10。 PAGE

13、 4IndexTag ValidByte0123TagValidByte01230191991123110009911231111504F22EC112F155590B4121B1000204080B10103050730608406B29C1208406B29C4070436D8F09050436D8F0950D1363200781E1A1B2C4DE6110A2376831001BB773300716111C211331E100C00F2-way Set Associative Cache00(1)2-way Set Associative Cache00VPOVPN虚拟页面偏移虚拟页号T

14、LBITLBTLBTTLB1514131211109876543210VPN: 15-10VPO: 9-0/2分TLBT: 15-11TLBI: 10/1分(2)围。PPOPPN物理页面偏移物理页号CO 缓冲块内的字节偏移量CI高速缓存索引CT高速缓存标记1211109876543210PPN: 12-10PPO: 9-0/2分CT: 12-5CI: 4-2 CO: 1-0/2分TLB（用16进制表示LTB是否发生了缺页，是否发生缓存不命中。如果发生缓存不命中，在“返回的缓存字节”一栏中填“-”。如果发生缺页，在“PPN”栏中填入“-”CD(1) 虚拟地址: 0 x81B6虚拟地址格式（bit）1514131211109876543210101000000110110110地址翻译/各1分参数参数值VPN0 x20TLB索