计算机系组成实验报告

⑷ ⑸ ⑹ ⑺$cd

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2、用manls，manpasswd，manpwd命令得到ls、passwd、pwd三个命令的帮助内容。用who--help得到who命令信息。3、用帮助了解中表格1-1令，并填写下表 至 对文件 ，及 下的变更文件 为linux的文件 创Vi编辑器文本过滤，以全屏幕的方式按叶显示文本内容，支持vi在linux的 vigedit在自己名字文件夹下创建一个以自己学号命名的文本文件，并输入4)把该文件拷贝到 下morecat5、编辑并用gcc编 根据实验讲义，使用不同令选项，输出 使用Editplus或者其他合适的软件，查看 o文件 使用文本编辑器编写实验讲义中给出的tst.c源码，截图展示 根据实验讲义步骤，学习逐步调试tst程序，掌握GDB常用命令，截图 结合实验操作以及GDB的help，了解以下命令的作用单步，类似step单步，类似step退出四、思考题（请根据自己的理解，能回答多少就答多少提示：从多个方面（如ISA、OS和编译器）来分析。你能在可执行目标文件中找出函数printf对应的机器代码段吗？能的话，不能。因为源程序中printf函数在可执行文件中已转换为机器语言。被翻译的机器语言中有printf函数，但是不知道从哪一段开始翻译。课程名 计算机系统原理实 实验三数据的机器级表示学生专业班 学实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的12IEEE754二、实验步骤

0。int是对i直接赋值，i运算结果，并说明为什么是这样的运算结果（intmain(){ 1:07：-1明显大于-8321（1）intx=-（2）short（3）unsigned（1）intx=-（2）short（3）unsigned（4）char（5）floata=-（6）doubleaInt{intx=-32768;shorty=522;unsignedz=65530;charc=’@’;floata=-1.1;doubleb=10.5;}4（选做）C语言程序，输出一个整数对应的有符号值和无符号值。5floatdouble类型的精度（计算机专业必做，软件工程专业；6（选做CIEEE754标准的二进制表示。四、思考题（必做1、你的机器字长多少位？int64;4位 2、在你的机器上，-1用int类型和unsigedint3、float类型和double7位；144、gcc默认的C 实验四数据的学生专业班 学实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的二、实验内容1、编译运行给出的show.c三、实验步骤1、编译运行给出的show.c文件，观察并解释程序的执行结果。第一个函数的结果是12345和-12345十六进制的机器数；第二个函数的结果是输出第N组（2个数为一组22个数的内存地址；第四，第五个函数输出的是a（A、b（B）……ASCLL码值手工计算int型数 的机器码，以及对应的float型数/16=%16=/16%16=/16=%16=/16=%16=/16%16=/16=%16=85216=852=45316=53=5/=%=1/=%=4/=%=1857=857=953=353=53 int12345和-12345对应的机器码，写出完整的计算转换过程，并与show.c实验中的结果对照。-unionunion{intcharint{unionnode}intint01四、思考题（必做了解目前市面常见的处理器都有哪些？它们采用的方式是大端方式还是小i3i5i722returnreturn课程名 计算机系统原理实 学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的二、实验内容2、编写程序，测试xor_swap函数；三、实验步骤11的C语言表达式，并输出验证。intmain(){intint}intmain(){intintx=0xFFFFFFFF;inty=x&0xFF;return0;}intmain(){intintinty=((x^~0xFF)>>8)<<8;return0;}intmain(){intintx=0xFFFFFFFF;inty=x|0xFF;}22中的类型转换，并解释程序运行结果。intmain(){shortsi=(short)-12345;Intia=si;unsignedshortusbunsignedintuic=(unsignedint)si;floatfd=si;printf("short-12345=%d\nint-12345=%d\nunsignedshort-12345=%u\nunsignedint-12345=%u\nfloat-12345=%f\n",si,ia,usb,uic,fd);printf("the}intmain(){int shortunsignedshortusb=si;unsignedintuic=si;floatprintf("short=%d\nint=%d\nunsignedshort=%u\nunsignedint=%u\nprintf("the}intmain(){floata=123456.789e5;doubleb=a;printf("double=%d\n",b);printf("the16:\n%x\n",b);}intmain(){doublea=123456.789e5;floatb=a;printf("float=%d\n",b);printf("the16:\n%x\n",b);}intmain(){shorta=(short)-12345>>2;unsignedshortc=(unsignedshort)-12345>>2;unsignedshortd=(unsignedshort)-12345<<2;printf("%d%d%d%d",a,b,c,d);printf("the16:\n%x%x%x}-12345FFFFCFShort转Int强转为unsignedshort之后在小段上表示为CFC7解释为用unsignedintFFFFCFC7解释为转化成float为-12345.000000不解释FFFFFF强转为short在小端上表示为FFFF解释为-强转为unsigned在小端上表示为FFFF解释为强转为unsignedint强转为float由于精度问题表示并3、编写测试程序test1.c3中的xor_swap函数，并使用gdb工具voidxor_swap(int*x,int{}int{intprintf("%d%d\n",a,b);printf("%d%d\n",a,b);return0;}第一步：x为x^y的值第二步：y为原x的值第三步：x为原y的值4、编写测试程序test2.c，调用实验内容4中的reverse_array和实验内容2中的xor_swap函数，并使用gdb工具调试程序，查看每步执行结果，回答实验内容3voidxor_swap(int*x,int{}voidreverse_array(inta[],int{intleft,right=len-1;}int{intfor(inti=0;i<5;i++)printf("%d%c",a[i],i==4?'\n':'');for(inti=0;i<5;i++)printf("%d%c",a[i],i==4?'\n':'');return0;}当left==right时，传入的都是a[left]的值因此在交换函数中第一次时*x*x^此时之后x和y修改后的reverse_arrayvoidxor_swap(int*x,int{}voidreverse_array(inta[],int{intleft,right=len-}int{intfor(inti=0;i<5;i++)printf("%d%c",a[i],i==4?'\n':'');for(inti=0;i<5;i++)printf("%d%c",a[i],i==4?'\n':'');return0;}四、思考题（必做1、无符号数和带符号整数的扩展操作方式是否相同？各是如何进行的？不同。无符号数，补0；带符号数，补符号位。2、补码整数（int型数）float类型数据？为什么？不能。因为int型数据有效位数为32float型数据的尾数部分23位，加上隐藏的高一位实际精度为24所以int精度比float所以int型数据向float3、float型数据是否总能转换成等值的doubleDouble型数据的精度和范围均高于float型，所以float型向double型转换 长数被截断成短数后可能发生什么现象？为什么 C语言中移位操作规则与操作对象的数据类型有关吗？有关。 左移2位和右移2位操作分别相当于扩大和缩小几倍44{{ 实验六整数运算学生专业班 学实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的二、实验内容1编写实验内容中编程题的1,2,3,4并编写主程序调用这些函数进试并对25三、实验步骤1编写实验内容中编程题的1,2,3,4并编写主程序调用这些函数进试并对intuadd_ok(unsignedx,unsignedy);inttadd_ok(intx,inty);inttsub_ok(intx,inty);intdiv32(intx);intunsignedx,y;inta,b,n,i;printf("pleasewritethetimes:\n");printf("the%ddata\n",i); printf("writeunsignedxandy:\n");printf("wirteintaandb:\n");printf("writethea,thendiv32:\n");}}intuadd_ok(unsignedx,unsigned{return}inttadd_ok(intx,int{return}inttsub_ok(intx,intreturn}intdiv32(int{Unsignedintre=(unsignedint)(~x)>>31;return(x+31-(int)((re<<5-)-re))>>5;}3：125对于负数的情况需要先+31再右移5位，因此先用位运算判断x的最，然后再进行x4自减原来的x相当于原x因此M若y<-3此时y+3<0y4取整，就是y/4取整y2位相当于原y4取整，就是y/4取整因此N4四、思考题（必做在Cunsigned数，在整数运算时如果容易发生溢出将整数的范围扩课程名 计算机系统原理实 实验八Linux汇编语言初步学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的Linux二、实验内容、 o.s和test.s练习linux汇编语言的汇编、执行、调试过程。10,20,30,40结果存放在eax，写出完整的可执行汇编程序代码，并采用gdb调试，查看寄存、三、实验步骤、 o.s和test.s练习linux汇编语言的汇编、执行、调试过程、10,20,30,40结果存放在eax，写出完整的可执行汇编程序代码，并采用gdb调试，查看寄存 #代码段.global #指定函 #movl$10,%eaxmovlmovlmovl$40,%edxaddl%eax,%ebxaddladdl#movl$0,%ebx #参数一：退出代码movl$1,%eax #系统调用号(sys_exit) #调用内核功能四、思考题（必做的作用。就拿LinuxC语言编写的，但仍然不可避免地在某些关键地方使用了汇编代码。由于这部分代码与硬件的关系非常密切，即使是C语言也会显得力不从心，而汇编语言其次在系程序部分以与系硬件繁交道部分可以用汇语。比操系统的/O课程名 计算机系统原理实 实验九IA32汇编指令系统学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的了解IA32Linux汇编语言的基本语法、汇编语言的编二、实验内容1tets31.s111行程序添加注释，说明操作数的寻址方式，并在GDB下观察每条指令的执行结果。2exchange的CGCC生成的对应的汇编代码。为右侧intintexchange(int*xp,int{intx=*xp=y;} #保护函数返回地址 %esp,%ebp #设置帧指针 8(%ebp),%edx (%edx),%eax 12(%ebp),%ecx %ecx,(%edx)poplebp 3、假设某个C语言函数func的原型如下voidfunc(int*xptr,int*yptr,int函数func的过程体对应的机器级代码用AT&Tmovlmovl8(%ebp),movl12(%ebp),movl16(%ebp),movl(%ebx),movl(%ecx),movl(%eax),movl%edi,movl%edx,movl%esi,根据上述机器级代码写出函数func的CC代码之后，再用gcc-S-O1-otest33.stest33.c命令产生对应的汇编代码进行验证。三、实验步骤movl movl$0x movl$0x804806d,%edi movl$0x4,%ecx movb$0x1234,%al#movl$0x4050,%eax#movw%bp,%sp#movb(%edi,%ecx),%ah movb$-17,(%esp) movl%eax,-12(%ebp) 9:R[esp]<--17调试过程及结果解释（截图exchange %esp,%ebp 8(%ebp),%edx (%edx),%eax 12(%ebp),%ecx %ecx,(%edx) popl%ebp 3CC代码再产生汇编代码进行验证，回答问题。11movl8(%ebp),2movl12(%ebp),#R[ebx]<-3movl16(%ebp),#R[ecx]<-4movl(%ebx),#R[edx]<-5movl(%ecx),#R[esi]<-6movl(%eax),#R[edi]<-7movl%edi,#R[ebx]<-8movl%edx,#R[ecx]<-9movl%esi,#R[eax]<-写出对应的C{inttx;intty;inttz;}C四、思考题（必做IA32的数据传送指令，为什么不允许单元之间直接传送数据？课程名 计算机系统原理实 实验十程序的机器级表示——算术和逻辑操作学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的二、实验内容inttest(intx,int{x<<=%esp,x>>=8(%ebp),inttest(intx,int{x<<=%esp,x>>=8(%ebp),}popl%ebp2suan1C代码，右侧为对应的汇编代码，为右侧已有的汇编语句添加注释。注意参数x，y和z分别存放在器中相对于寄存器%ebp8、1216的地方。intsuan1(intintsuan1(intx,inty,int{intt1=x+y;intt2=z*48;intt3=t1&0xFFFF;intt4=t2*t3;returnt4;} %esp,%ebp 16(%ebp),%eaxleal(%eax,%eax,2),%eaxsall$4,%eax 12(%ebp),%edxaddl8(%ebp),%edxandl$65535,%edx %edx,%eaxpopl%ebp3suan2C代码，右侧为对应的汇编代码，Cx，yz器中相对于寄存器%ebp8、1216intsuan2(intx,inty,int{intt1= intt2 %esp,%ebp12(%ebp),%eax}intt3 intt4= returnt4;xorl8(%ebp),sarl$3,%eaxnotl%eaxsubl16(%ebp),三、实验步骤 #EBP %esp,%ebp 8(%ebp),%eax sall$2,%eax 12(%ebp),%ecx %cl,%eax poplebp #EBP %esp,%ebp 16(%ebp),%eax leal(%eax,%eax,2),%eax sall$4,%eax 12(%ebp),%edx addl8(%ebp), andl$65535, %edx,%eax poplebp 3、补充缺少的Cintsuan2(intx,inty,int{intt1= intt2 intt3= intt4= returnt4;} #EBP %esp,%ebp 12(%ebp),%eax xorl8(%ebp), sarl$3, notl subl16(%ebp), #R[EAX]M[R[EAX]- 课程名 计算机系统原理实 实验十一程序的机器级表示——过程学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 了解IA32Linux汇编语言的基本语法、汇编语言的编二、实验内容1test11_1.c以及对应的反汇编代码，为汇编代码添加注释，并画出2test11_2.c以及对应的汇编代码，为汇编代码添加注释，并补充完整c程序源码。三、实验步骤1test11_1.c以及对应的反汇编代码，为汇编代码添加注释，并画出: %ebp#:89 %esp,%ebp: %ebx#ebx:8b55 0x8(%ebp),%edx 8b4d0c 8b(%edx),%ebx:8b(%ecx),%eax#:89%eax,(%edx)#:89%ebx,(%ecx)#:01%ebx,%eax:%ebx#ebx:%ebp#b%ebp#89%esp,%ebp83ec:c745fc7b0000 c745f8c8010000 8d45f8 89442404 8d45 8904%eax,(%esp) e8c3ffff<swap_add调用 8b55fc 2b55 0f 0faf # #调试过程及结果解释（截图调用swap_addEBPinEBPin&&EBPin

callerEBPinEBPin&&swap_addswap_add为汇编代码每行添加注释；fun在被调用者保存寄存器%ebx中的值是什 %esp,%ebp $4, 8(%ebp),%ebx $0,%eax %ebx,%ebx #test指令的作用：两个操作数按位与，根据与的结果 置相应的标志位，但

%ebx,%eax shrl%eax %eax,(%esp) callfun %ebx,%edx $1, leal(%edx,%eax), $4,%esp 填写上述cintintfun(unsigned{ return z= intresult=fun(z);return }描述fun四、思考题（必做函数调用时，实参在哪个函数的栈帧中？函数调用过程中，为什么必须保持%ebp和%esp的值？课程名 计算机系统原理实 实验十二程序的机器级表示——分支与循环学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的二、实验内容1、阅读实验讲义程序1，回答实验内容中问题，并填写下面实验步骤中2、阅读实验讲义程序2，回答实验内容中问题，并填写下面实验步骤中三、实验步骤1、阅读实验讲义给出的test1.c3点“分支、循环结构对应的汇ielseb部分示例风格，用C语言为本程序的sc中的od函数写一个goocond函数的goto版本gotodonegotodone为汇编代码每行添加注释，说明每条语句的功能根据实验讲义给出的操作说明，截图展示从test1.c到汇编代码的操作过程为汇编代码每行添加注释，说明程序执行的操作 %esp, 8(%ebp),%edx 12(%ebp),%eax %eax, #ifx==0goto%edx,jle#ify<=0goto%edx,请说明为什么C语言代码中只有一个if编代码包含两个条件分支2、阅读实验讲义给出的test2.c阅读汇编程序，填写如下寄存器使用表对应变x5y4n3B）C代码中的test-expr（测试条件表达式）和body-statement（循环体， %edx,%edx %edx,

%esp,%ebp 8(%ebp),%eax 12(%ebp),%ecx 16(%ebp), %edx,%eax %edx,%ecx $1,%edxC）为汇编代码每条指令添加注释，描述程序的操作 %esp,%ebp 8(%ebp),%eax 12(%ebp), 16(%ebp),%edx, %edx,$1,%edx,jle#ifX1<=0goto %edx, #ifX2<0goto截图展示GDB调试过程中，上述dw_loop函数的汇编代码段，需要注释的每行课程名 计算机系统原理实 实验十三程序的机器级表示——数组学生专业班级 实验成 指导老师（签名 日 _ _实验 一、实验目的了解IA32Linux汇编语言的基本语法、汇编语言的编二、实验内容1Cmain函数，使程序可运行，验证你的MN的值。三、实验步骤1Cmain函数，使程序可运行，验证你的MN的值。 # %esp, 8(%ebp), 0(,%ecx,8), %ecx, %eax, leal(%eax,%eax,4),%eaxaddl%ecx,%eaxmovlmat2(,%eax,4),%eax#R[EAX]M[R[EAX]*4+MAT2]addlmat1(,%e