深入理解计算机系统 （第二章家庭作业）

如题，家庭作业。记录个人的部分答案，由于时间关系，不会每题都做。


2.38：show_bytes()

直接参照书本里面的程序：
#include <stdio.h>
#include <string.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){

short int sval = val;
int ival = sval;
float fval = (float) ival;
int *pval = &ival;
show_int(ival);
show_float(fval);
show_pointer(pval);

}


main(){

test_show_bytes(1);
test_show_bytes(2);
test_show_bytes(65535);
test_show_bytes(65536);
test_show_bytes(-1);

}


2.41 判断机器是否为小端存储
原理同上一题，设置一个能在一个byte里面表示的数值，然后提取小端的第一个byte。
#include <stdio.h>
typedef unsigned char *byte_pointer;

void is_little_endian(){
int tval = 10;
byte_pointer bp = (byte_pointer)&tval;
if((int)bp[0] == 10)
printf("This is a little endian! \n");
else
printf("This is a large endian!\n");
}

main(){
is_little_endian();
}


2.42题：将x左移，直至最后一个byte到最左边，然后右移直至整个byte回到最右边。为了防止这最后一个byte的最高位为1， 导致在右移过程中，高位补码均为1，要将x高位均置位为0：与127做&运算。y的处理比较简单，直接截取即可。

#include <stdio.h>

void combinex_y (int x, int y){
unsigned int len, tempx;
len = sizeof(x) * 8 ;
tempx = x << (len - 8);
tempx = tempx >> (len-8);
tempx = tempx & 127;
int tempy = ~127;
tempy = tempy & y;
printf("y except last byte: %.2x \n", tempy);
printf("combined of x and y : %x \n\n" , tempx + tempy);
}

main(){
int x = 0x89ABCDEF;
int y = 0x76543210;
combinex_y(x, y);
}


2.44题: 思路，负值（-1）右移一位。
typedef unsigned char * byte_pointer;
void int_shift_are_arithmetic(){
int x = -1;
int shiftLen = 1;
int shiftx = x >> shiftLen;
if(shiftx != 0){
printf("\n arithmetic shift! \n");
}
else
printf("\n Not arithmetic shift!\n");
}

2.45题：当左移位数超过所定义数值类型的位数时，将会采用移动位数对数值位数求模后的值，作为移动的位数。为了避免这类问题，可以采用多步左移的方式：（下面只是思路，还需完善）
void bad_int_32(){
int x = 1;
int x_left_31 = x << 31;
int x_left_32 = x_left_31 << 1;
printf("\n number 1 shift left for 31 bit: %.2x \n" , x_left_31);
printf("\n number 1 shift left for 32 bit: %.2x \n" , x_left_32);
}

2.46题：问题主要在于对byte进行int扩展时，补码的填充。直接采用(int)byte的方式，将会直接在高位补充0，而忽略掉byte原有的正负信息。