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CSAPP家庭作业答案7 8 9章

2022-07-06 09:24:00 【芜湖韩金轮】

答案仅供参考

7.12

解题思路是模仿链接器的行为:使用重定位记录来识别位置然后使用图7.9中的算法计算重新定位的绝对地址，或者简单地从图7.10中的重定位指令中提取它们。有两点需要注意的是第8行的movl指令包含两个需要重定位的引用。第5行和第8行的指令包含对buf[1]的引用，初始值为Ox4，重定位的地址计算为ADDR(buf) +4。

第一次重定位是mov 0x0，%edx,对应于图7-10中的15行,将swap.o中偏移量为3-6的位置上的0x0重定位于运行时的真实地址0x80483c8+3=0x80483cb,其值为0x804945c
第二次重定位是mov 0x4,%eax,在图中16行，将swap.o中偏移量为8-b位置上的0x4重定位与运行时的真实地址0x80483c8+8=0x80483d0,其值为0x8049458
第三次和第四次重定位在movl $0x4,0x0，对应于图7-10的18行，将swap.o中偏移量为10-13的0x0和偏移量为14-17的0x4重定位于运行时的地址0x80483c8+10=0x80483d8和0x80483c8+14=0x80483dc，并将movl $0x4,0x0修改为movl $0x8049458,0x8049548
第五次重定位是mov 0x0,%eax,在图7-10的23行，将偏移量为1f-22的0x0重定位于地址0x80483c8+1f=0x80483e7上的值0x8049548

结果如下表所示：

图7-10中的行号	地址	值
15	0x80483cb	0x004945c
16	0x80483d0	0x0049458
18	0x80483d8	0x0049548
18	0x80483dc	0x0049458
23	0x80483e7	0x0049548

7.13

A

在.text的节的节偏移12处调用了函数，在节偏移为19处发生了值的传递，并且值为0x0，则要被重定位。结合c代码可知在此处将调用p3（）的返回值放在edx寄存器中，再和*xp相加，然后再在偏移为21的位置发生函数p2（）的调用。所以三次重定位的节偏移分别为12,19,21，分别对指令call 12<p1+0xa>、指令mov 0x0,%eax和指令call 21<p1+0x19>进行重定位。或者直接使用objdump反汇编也可以得到相同结果。

结果如下表所示：

节偏移	重定位类型	符号名字
0x12	R_386_PC32（相对引用）	p3
0x19	R_386_32（绝对引用）	xp
0x21	R_386_PC32（相对引用）	p2

B

.data 节中修改了xp的值，重定位于x的地址。所以 .data 节只有一次重定位，节偏移为0x4,重定位类型是重定位绝对引用，符号名字是xp。

节偏移	重定位类型	符号名字
0x4	R_386_32（绝对引用）	xp

8.23

父进程接收并捕获第一个信号，当处理程序还在处理第一个信号时，第二个信号传来被添加到待处理集合中，此时被处理程序阻塞了就还不会被接收，当第三个信号传来，由于类型和第二个信号相同就会被丢弃，第4、5个信号也是如此。当第一个信号处理完毕后，内核注意到还有一个待处理信号（信号2）就会强迫父进程接收，然后执行处理程序，第二次处理完毕后，没有待处理的信号了，就结束。所以只会接收处理两个信号，counter值只会是2，而不是5。

8.24

题目的要求是在子进程中对只读文本段进行写操作，这会导致段错误，所以第二个要求是要输出段错误。而判断异常终止可以使用WIFSIGNALED来判断，若为非0则发生异常终止，修改后的代码如下：

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>
#include <errno.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 2
 
int main()
{
    
	int status,i;
	pid_t pid;
	for(i = 0;i < N;i++)
		if((pid = fork()) == 0)
		{
    
			int *pt = 0x0;
			*pt = 15213;
			exit(100+i);
		}		
	while((pid = waitpid(-1,&status,0)) > 0)
	{
    
		if(WIFEXITED(status))
			printf("child %d terminated normally with exit status = %d\n",pid,WEXITSTATUS(status));
		else if(WIFSIGNALED(status))
		{
    
			fprintf(stderr,"child %d terminated by signal %d",pid,WTERMSIG(status));
			psignal(WTERMSIG(status)," ");
		}
		else
			printf("child %d terminated abnormally\n",pid);
	}
	if(errno != ECHILD)
		printf("waitpid error\n");
	exit(0);
}

输出如下：

在这里插入图片描述

9.11

A. 虚拟地址为0x027c，转换成二进制：00 0010 0111 1100

13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	0	0	0	1	0	0	1	1	1	1	1	0	0

B .按照9.6.4节的假设，VPO为地址的0位到5位，本题为111100,VPN为6位到13位，本题为00001001,即0x9,TLBI是6-7位为0x1,TLBT为8-13位为0x2。查表可知索引位0x1、标记位为0x2，不命中，MMU需要从页表中的PTE中取出PPN，得到有效的PPN为0x17，没有缺页。

完整表格为：

参数	值
VPN	0x9
TLB索引	0x1
TLB标记	0x2
TLB命中?(是/否)	否
缺页?（是/省）	否
PPN	0x17

C. 将得到的物理页帧号0x17（ 01 0111 ）作为实际物理地址的前6位，偏移量不变，仍为VPO（ 11 1100 ），得到最终的物理地址： 0101 1111 1100

11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	1	0	1	1	1	1	1	1	1	0	0

D. 将物理地址的6-11位的010111作为CT，其值为0x17，2-5位的1111作为CI其值为0xf,0-1位作为块偏移CO值为0x0。在高速缓存中找索引位0xf的组、标记位0x17的行、偏移为0x0的字节，由高速缓存表可知0xf的组无0x17标记的行，故不命中，无返回字节。结果如下表：

参数	值
字节偏移	0x0
缓存索引	0xf
缓存标记	0x17
缓存命中?(是/否）	否
返回的缓存字节	-

9.12

A.虚拟地址为0x03a9，其二进制为00 0011 1010 1001

13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	0	0	0	1	1	1	0	1	0	1	0	0	1

B. 按照9.6.4节的假设，VPO为地址的0位到5位，本题为101001,VPN为6位到13位，本题为0000 1110,即0xe,TLBI是6-7位为0x2,TLBT为8-13位为0x3。查表可知索引位0x2、标记位为0x3，由于有效位为0不命中，MMU需要从页表中的PTE中取出PPN，得到有效的PPN为0x11，没有缺页。
完整表格为：

参数	值
VPN	0xe
TLB索引	0x2
TLB标记	0x3
TLB命中?(是/否)	否
缺页?（是/省）	否
PPN	0x11

C. 将得到的物理页帧号0x11（ 01 0001）作为实际物理地址的前6位，偏移量不变，仍为VPO（ 10 1001 ），得到最终的物理地址： 0100 0110 1001

11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	1	0	0	0	1	1	0	1	0	0	1

D：将物理地址的6-11位的010001作为CT，其值为0x11，2-5位的1010作为CI其值为0xa,0-1位作为块偏移CO值为0x1。在高速缓存中找索引位0xa的组、标记位0x11的行、偏移为0x1的字节，由高速缓存表可知0xa的组无0x11标记的行，故不命中，无返回字节。

完整表格：

参数	值
字节偏移	0x1
缓存索引	0xa
缓存标记	0x11
缓存命中?(是/否）	否
返回的缓存字节	-

9.13

A.虚拟地址为0x0040，其二进制为00 0000 0100 0000

13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0

B. 按照9.6.4节的假设，VPO为地址的0位到5位，本题为000000，,VPN为6位到13位，本题为0000 0001，即0x1，TLBI是6-7位为0x1,TLBT为8-13位为0x0。当VPN=1时，有效位为0，PPN无。所以就没有物理地址。有缺页。

参数	值
VPN	0x1
TLB索引	0x1
TLB标记	0x0
TLB命中?(是/否)	否
缺页?（是/省）	是
PPN	0x11

C.缺页

D.缺页

9.14

代码如下

#include <unistd.h> 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h> 
#include <sys/mman.h> 
#include <fcntl.h> 
int main(int argc, char const *argv[])  
{
      
    int fd;  
    if ((fd = open("hello.txt", O_RDWR)) == -1) {
    
        perror("Failed to open hello.txt");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    struct stat stat_of_file;  
    if (fstat(fd, &stat_of_file) == -1) {
     
        perror("Failed to get stat of hello.txt");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }    
    char *p;  
    if ((p = mmap(NULL, stat_of_file.st_size, PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0)) == (void *)-1) {
    
        perror("Failed to mmap");  
        exit(EXIT_FAILURE);  
    }  
    p[0] = 'J';  
    munmap(p, stat_of_file.st_size);
    close(fd);
    return 0;  
}