CSAPP：第二章学习笔记：斗之气2段

一、字长：虚拟地址通过一个字来编码，字长为32位，则可以标识2^32个地址空间，每个空间为一个字节，故为4G

二、字节序：当解释多个字节类型时，存在大小端字节序问题

　　0x1234567，在大小端表示法下的内存模型

　　

三、整数表示

　　1.无符号数编码：针对整数和零

　　

　　2.补码编码：针对有符号数，可以为正、零或者负数（最大负数表示为100000..0，-1表示为11111...1）

　　

　　

　　3.有符号与无符号之间的转换

　　1）转换前后长度一致：位值不变，只是改变了解释方式

　　2）转换后长度变长：

• 无符号数：零扩展
• 有符号数：符号扩展

　　3）转换后长度变短：截断后依据类型解释

四、整数运算

　　1.无符号加法

　　

　　2.补码加法：

　　

　　3.无符号数乘法：注意负数

　　4.补码乘法：注意负数

　　5.加法、减法、位级运算和移位只需要一个cycle，乘法需要10个或者更多，除法需要30个或者更多，编译器会进行优化，左移等于乘以2，右移等于除以2

五、浮点数

　　1.表示

　　1）定点：难以表示很大的数，如5*2^100，需要101后面跟100个0

　　

　　2）实际采用如下表示方法

　　对于

• 符号：单独的符号位s，s=1表示负数，s=0表示正数
• 尾数：n位小数字段编码尾数M，单精度float中n=23，双精度double中n=52
• 阶码：k位阶码字段编码阶码E，单精度float中k=8，双精度double中k=11

　　具体解释分三种情况：规格化的、非规格化的、无穷大与NaN

六、测试大小端字节序及补码

　　1.字节序：12345在ubuntu上按内存地址从小到大表示为39300000，0x3039对应12345，所以是小端表示法（低地址存放低位字节）

　　2.int与float：强转后，float中部分bit位和int表示中会有对齐，因为float与int表示数值方式不同

　　3.负数使用补码表示：采用小端序，值为FFFFCFC7，即为-12345的补码表示，可以通过上述补码公式验证

　　输出结果：

　　

#include <stdio.h>

typedef unsigned char *byte_pointer;

void show_bytes(byte_pointer start, int len) {
        int i;
        for (i = 0; i < len; i++)
                printf(" %.2x", start[i]);
        printf("\n");
}

void show_int(int x) {
        show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(int));
}

void show_float(float x) {
        show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(float));
}

void show_pointer(void *x) {
        show_bytes((byte_pointer) &x, sizeof(void *));
}

void test_show_bytes(int val) {
        int ival = val;
        float fval = (float) ival;
        int *pval = &ival;
        show_int(ival);
        show_float(fval);
        show_pointer(pval);
}

int main() {
    int val = 12345;
    test_show_bytes(val);
    test_show_bytes(-val);
    return 0;
}