《深入理解计算机系统》 练习题3.2-3.5 汇编相关

汇编命令总结

1）%eax，%dx就是寄存器的名字
2）(%rax)。只要是有括号的了，那就是内存引用。注意x86-64中的内存引用总是用四字长寄存器给出的，即寄存器名字开头都是r开头的。(%rax)意思是取寄存器%rax中的存的地址中的存的值，相当于解引用两次，先解引用寄存器，再解引用这地址（我用“解引用”这个词只是为了方便理解）。
3）mov命令中，两个操作数只允许有一个内存引用，即只能有一个带括号的。
4）关于mov命令的后缀，肯定与内存引用中的寄存器的长度无关，而是与另一个寄存器的长度有关
5）b代表1个字节；w代表1个字，2个字节；l代表2个字，4个字节；q代表4个字，8个字节。

3.2

补充以下mov命令的后缀：

原命令	讲解
mov %eax, (%rsp)	%eax是2个字的，所以应该是movl
mov (%rax), %dx	%dx是1个字的，所以应该是movw
mov $0xFF, %bl	%bl是1个字节的，所以应该是movb
mov (%rsp,%rdx,4), %dl	%dl是1个字节的，所以应该是movb
mov (%rdx), %rax	%rax是4个字的，所以应该是movq
mov %dx, (%rax)	%dx是1个字的，所以应该是movw

3.3

下面的每行汇编命令都是错的，讲出原因

原命令	讲解
movb $0xF, (%ebx)	内存引用的寄存器必须是四个字的，改成movb $0xF, (%rbx)
movl %rax, (%rsp)	%rax是四个字而l代表两个字，改成movl %eax, (%rsp) 或者 movq %rax, (%rsp)
movw (%rax), 4(%rsp)	两个操作数不能都是内存引用
movb %al, %sl	没有寄存器名字叫%sl
movq %rax,$0x123	dest不能作为des操作数
movl %eax, %rdx	原答案为destination operand incorrect size，改成movl %eax, %edx
movb %si, 8(%rbp)	%si是一个字而b代表一个字节，改成movb %sil, 8(%rbp) 或者 movw %si, 8(%rbp)

3.4

有以下的c语言程序：

src_t *sp;
dest_t *dp;
*dp = (dest_t) *sp;

假设转换成汇编语言后， sp 的值存在寄存 %rdi, dp 的值存在 %rsi。而第一个指令都是将sp的值先导入到 %rax寄存器的相应字节中的。
注意第一条指令就得选择好是零拓展还是符号拓展（当从小的到大的时，关心的是源操作数的有无符号），当从大到小时，就不需要选择了，毕竟直接截断就好了。
第一条指令，也得先拓展到目标类型的大小。
第二条指令，只需要关心目的类型的大小以此来决定后缀。

src_t	dest_t	指令	讲解
long	long	movq (%rdi), %rax movq %rax, (%rsi)	long认为8字节，所以用q；因为目标为long，所以第二条指令为q
char	int	movsbl (%rdi), %eax movl %eax, (%rsi)	从小到大，因为源是有符号的，所以s；因为从char到int，所以是bl； 拓展好了直接第二个指令移过去就好了
char	unsigned	movsbl (%rdi),%eax movl %eax,(%rsi)	和上面一样，但目标符号不同，但这里并不关心
unsigned char	long	movzbl (%rdi),%eax movq %rax,(%rsi)	因为源无符号所以用z。但第一条指令的目的是2个字的 使用l和%eax。之所以不直接复制到4个字； 因为如果更新寄存器的低4字节，那么高4字节会自动置为0
int	char	movl (%rdi),%eax movb %al,(%rsi)	从大到小，先直接全部读，然后再按照目标类型大小截断即可
insigned	unsigned char	movl (%rdi),%eax movb %al,(%rsi)	和上面一样，源有无符号根本无所谓
char	short	movsbw (%rdi),%ax movw %ax,(%rsi)	有符号；第一条命令先从b到w；

总结：从小到大或一样大，两条指令的寄存器名字相同（这里指不带括号的，因为带括号的叫内存引用），但除了上表第4行，原因不明。猜想原因可能是：“常规的movq指令只能以表示为32补码数字的立即数作为操作数，然后把这个值符号拓展得到64位的值，放到目的位置”。

3.5

将下面的汇编代码转成 C 语言，假设函数函数为 void decode1( long *xp, long *yp, long *zp);汇编代码为：

void decode1(1ong *xp, long *yp, long *zp);
xp in %rdi, yp in %rsi, zp in %rdx
decode1:
    movq (%rdi), %r8    --> %r8=*xp;
    movq (%rsi) , %rcx  --> %rcx=*yp
    movq (%rdx), %rax   --> %rax=*zp
    movq %r8, (%rsi)    --> *yp = *xp;
    movq %rcx, (%rdx)   --> *zp = *yp;
    movq %rax, (%rdi)   --> *xp = *zp;
    ret

简单来说就是，xp的值到yp里，yp的值到zp里，zp的值到xp里。书中标准答案如下：

void decode1(1ong *xp, long *yp, long *zp)
{
	long x = *xp;
	long y = *yp;
	long z = *zp;

	*yp = x;
	*zp = y;
	*xp = z;
}

简化后可写成：

long temp = *zp;
*zp = *yp;
*yp = *xp;
*xp = temp;
return temp;

3.8

原题不写了，其中第三条需要手算10进制转16进制。

def solve(num):
    dict = [str(i) for i in range(10)]
    dict += ['A','B','C','D','E','F']
    #虽然是个list，却是起dict的作用
    li = []
    result = num//16
    while result >=16:
        li.append(num%16)
        
        num = result
        result = num//16
    li.append(num%16)
    li.append(result)


    while li:
        print(dict[li.pop()],end='')

简单地说就是：
1）num除以16，有商和余数。余数是0-15的。
2）如果一个数除以16的商，直接是0-15的，那么先入栈余数，再入栈商。
3）如果一个数除以16的商，是>=16的，那么先入栈余数，然后将商除以16再来判断，如果是3的情况那么重复3，一直到2情况为止。