最終的な成績
Bでした
課題に関するファイル
課題に関するファイルはGitHubに置かれている
課題の提出方法に関する注意点
この講義ページにて、
この授業中の問題は、
Subject: Report on Compiler consturction Lecture Exercise 1.1
などというSubjectのメールにして、kono@ie.u-ryukyu.ac.jp まで送ること。
と書かれているが、consturctionがスペルミスで、スペルミスを訂正した状態、訂正しない状態で提出すればいいかわからない
ちなみに、著者はスペル訂正なし、スペル訂正ありの両方のバージョンのメールを送っている
この問題を解く
sample.cという名前の、以下のような内容のファイルを作成した
extern int printf(const char *,...);
#define TYPE int
TYPE f(TYPE a, TYPE b) {
return a + b;
}
int main()
{
TYPE a = 1;
TYPE b = 2;
printf("%x = %x + %x \n",f(a,b),a,b);
return 0;
}
(1) cpp
clang -E
での出力を調べる。
変換されている部分はどこか。 printf を protoptype ではなく #include <stdio.h> で定義した時はどうなるか。
$ clang -E sample.cを実行しあ
# 1 "sample.c"
# 1 "<built-in>" 1
# 1 "<built-in>" 3
# 368 "<built-in>" 3
# 1 "<command line>" 1
# 1 "<built-in>" 2
# 1 "sample.c" 2
extern int printf(const char *,...);
int f(int a, int b) {
return a + b;
}
int main()
{
int a = 1;
int b = 2;
printf("%x = %x + %x \n",f(a,b),a,b);
return 0;
}
#define TYPE intによって「TYPE」が「int」にマクロ展開されている- インクルードファイルが展開されている
sample2.cというファイル名で中身が以下のファイルを用意した
printf を protoptype ではなく #include <stdio.h> で定義したファイルである
#include <stdio.h>
#define TYPE int
TYPE f(TYPE a, TYPE b) {
return a + b;
}
int main()
{
TYPE a = 1;
TYPE b = 2;
printf("%x = %x + %x \n",f(a,b),a,b);
return 0;
}
$ clang -E sample2.cを実行した
出力は、長すぎたので割愛
#include <stdio.h>でstdio.hというヘッダファイルがインクルードされ、そこに含まれるprintfなどの標準入出力関数のプロトタイプ宣言によって、「printf」関数に関する詳細な情報が展開されているのが原因
clang -S -O0
で出力されるアセンブラについて調べる。
clang -S -O
についても調べる。
関数f はどうなっているか。
$ clang -S -O0 sample.c
でアセンブラを出力し、sample.sというファイルに書き込む
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _f ## -- Begin function f
.p2align 4, 0x90
_f: ## @f
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movl %edi, -4(%rbp)
movl %esi, -8(%rbp)
movl -4(%rbp), %eax
addl -8(%rbp), %eax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
subq $16, %rsp
movl $0, -4(%rbp)
movl $1, -8(%rbp)
movl $2, -12(%rbp)
movl -8(%rbp), %edi
movl -12(%rbp), %esi
callq _f
movl %eax, %esi
movl -8(%rbp), %edx
movl -12(%rbp), %ecx
leaq L_.str(%rip), %rdi
movb $0, %al
callq _printf
xorl %eax, %eax
addq $16, %rsp
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "%x = %x + %x \n"
.subsections_via_symbols
C言語のソースコードsample.cがアセンブラ言語（x86_64アセンブラ）に変換されている。
f関数は、レジスタ%ediと%esiから引数aとbを取り出し、それらをメモリアドレス-4(%rbp)と-8(%rbp)に保存する。次に、-4(%rbp)と-8(%rbp)を加算し、その結果をレジスタ%eaxに格納する。最後に、%eaxに格納された値を返すために、retqで関数からのリターンを行う。
$ mv sample.s sample.O0.sでsample.sをsample.O0.sというファイル名にする
$ clang -S -O sample.cで最適化レベルを1にしている
O0は最適化レベルを0（最小）に設定し、最適化を行わないが、このため、生成されたアセンブラコードは実行速度が遅い可能性がある、しかし、デバッグやトラブルシューティングに役立つことがある
Oは最適化レベルを1に設定し、最適化を行う。このため、生成されたアセンブラコードは実行速度が速い可能性があるが、デバッグやトラブルシューティングには不向きである
$ mv sample.s sample.O.sを実行し、sample.O0.sとファイル名を区別できるようにした
sample.O.sの中身は以下のようになっている
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _f ## -- Begin function f
.p2align 4, 0x90
_f: ## @f
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
## kill: def $esi killed $esi def $rsi
## kill: def $edi killed $edi def $rdi
leal (%rdi,%rsi), %eax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movl $1, %edi
movl $2, %esi
callq _f
leaq L_.str(%rip), %rdi
movl %eax, %esi
movl $1, %edx
movl $2, %ecx
xorl %eax, %eax
callq _printf
xorl %eax, %eax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "%x = %x + %x \n"
.subsections_via_symbols
-Oオプションで最適化したアセンブラの関数fも-O0オプションで最適化したアセンブラの関数fも実装は変わらない
(3) LLVM byte code
clang -emit-llvm -S
LLVM バイトコードの出力が得られることを確認せよ。
アセンブラとの対応を示せ。
$ clang -emit-llvm -S sample.cでLLVM バイトコードをsample.llに出力した
出力は以下のようなもの
; ModuleID = 'sample.c'
source_filename = "sample.c"
target datalayout = "e-m:o-p270:32:32-p271:32:32-p272:64:64-i64:64-f80:128-n8:16:32:64-S128"
target triple = "x86_64-apple-macosx12.0.0"
@.str = private unnamed_addr constant [15 x i8] c"%x = %x + %x \0A\00", align 1
; Function Attrs: noinline nounwind optnone ssp uwtable
define i32 @f(i32 %0, i32 %1) #0 {
%3 = alloca i32, align 4
%4 = alloca i32, align 4
store i32 %0, i32* %3, align 4
store i32 %1, i32* %4, align 4
%5 = load i32, i32* %3, align 4
%6 = load i32, i32* %4, align 4
%7 = add nsw i32 %5, %6
ret i32 %7
}
; Function Attrs: noinline nounwind optnone ssp uwtable
define i32 @main() #0 {
%1 = alloca i32, align 4
%2 = alloca i32, align 4
%3 = alloca i32, align 4
store i32 0, i32* %1, align 4
store i32 1, i32* %2, align 4
store i32 2, i32* %3, align 4
%4 = load i32, i32* %2, align 4
%5 = load i32, i32* %3, align 4
%6 = call i32 @f(i32 %4, i32 %5)
%7 = load i32, i32* %2, align 4
%8 = load i32, i32* %3, align 4
%9 = call i32 (i8*, ...) @printf(i8* getelementptr inbounds ([15 x i8], [15 x i8]* @.str, i64 0, i64 0), i32 %6, i32 %7, i32 %8)
ret i32 0
}
declare i32 @printf(i8*, ...) #1
attributes #0 = { noinline nounwind optnone ssp uwtable "darwin-stkchk-strong-link" "disable-tail-calls"="false" "frame-pointer"="all" "less-precise-fpmad"="false" "min-legal-vector-width"="0" "no-infs-fp-math"="false" "no-jump-tables"="false" "no-nans-fp-math"="false" "no-signed-zeros-fp-math"="false" "no-trapping-math"="true" "probe-stack"="___chkstk_darwin" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="penryn" "target-features"="+cx16,+cx8,+fxsr,+mmx,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+ssse3,+x87" "tune-cpu"="generic" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }
attributes #1 = { "darwin-stkchk-strong-link" "disable-tail-calls"="false" "frame-pointer"="all" "less-precise-fpmad"="false" "no-infs-fp-math"="false" "no-nans-fp-math"="false" "no-signed-zeros-fp-math"="false" "no-trapping-math"="true" "probe-stack"="___chkstk_darwin" "stack-protector-buffer-size"="8" "target-cpu"="penryn" "target-features"="+cx16,+cx8,+fxsr,+mmx,+sahf,+sse,+sse2,+sse3,+sse4.1,+ssse3,+x87" "tune-cpu"="generic" "unsafe-fp-math"="false" "use-soft-float"="false" }
!llvm.module.flags = !{!0, !1, !2}
!llvm.ident = !{!3}
!0 = !{i32 2, !"SDK Version", [2 x i32] [i32 12, i32 0]}
!1 = !{i32 1, !"wchar_size", i32 4}
!2 = !{i32 7, !"PIC Level", i32 2}
!3 = !{!"Apple clang version 13.0.0 (clang-1300.0.29.3)"}
関数fの実装に限定して、アセンブラとLLVMバイトコードの対応を表にして説明する
| アセンブラ |
LLVMバイトコード |
説明 |
| _f: |
define i32 @f(i32 %0, i32 %1) #0 { |
関数fの定義 |
| pushq %rbp |
%3 = alloca i32, align 4 |
フレームポインタを退避 |
| movq %rsp, %rbp |
%4 = alloca i32, align 4 |
フレームポインタをセット |
| movl %edi, -4(%rbp) |
store i32 %0, i32* %3, align 4 |
第一引数を格納 |
| movl %esi, -8(%rbp) |
store i32 %1, i32* %4, align 4 |
第二引数を格納 |
| movl -4(%rbp), %eax |
%5 = load i32, i32* %3, align 4 |
第一引数をレジスタにロード |
| addl -8(%rbp), %eax |
%6 = load i32, i32* %4, align 4 |
第二引数をレジスタにロード |
| popq %rbp |
%7 = add nsw i32 %5, %6 |
加算実行 |
| retq |
ret i32 %7 |
関数からの返却 |
| .cfi_endproc |
} |
関数の終了 |
(4) a.out
出力される a.out を otool を使って調べる。
$ clang sample.cを実行して、a.outというファイルを出力した
$ otool -tv a.outを実行した
a.out:
(__TEXT,__text) section
_f:
0000000100003f20 pushq %rbp
0000000100003f21 movq %rsp, %rbp
0000000100003f24 movl %edi, -0x4(%rbp)
0000000100003f27 movl %esi, -0x8(%rbp)
0000000100003f2a movl -0x4(%rbp), %eax
0000000100003f2d addl -0x8(%rbp), %eax
0000000100003f30 popq %rbp
0000000100003f31 retq
0000000100003f32 nopw %cs:(%rax,%rax)
0000000100003f3c nopl (%rax)
_main:
0000000100003f40 pushq %rbp
0000000100003f41 movq %rsp, %rbp
0000000100003f44 subq $0x10, %rsp
0000000100003f48 movl $0x0, -0x4(%rbp)
0000000100003f4f movl $0x1, -0x8(%rbp)
0000000100003f56 movl $0x2, -0xc(%rbp)
0000000100003f5d movl -0x8(%rbp), %edi
0000000100003f60 movl -0xc(%rbp), %esi
0000000100003f63 callq 0x100003f20
0000000100003f68 movl %eax, %esi
0000000100003f6a movl -0x8(%rbp), %edx
0000000100003f6d movl -0xc(%rbp), %ecx
0000000100003f70 leaq 0x2f(%rip), %rdi
0000000100003f77 movb $0x0, %al
0000000100003f79 callq 0x100003f86
0000000100003f7e xorl %eax, %eax
0000000100003f80 addq $0x10, %rsp
0000000100003f84 popq %rbp
0000000100003f85 retq
各命令のメモリアドレスと対応するアセンブラが一緒に出力される
-arch arm を付けて、ARMのアセンブラの出力を調べよ
-arch i386
-arch x86_64
clang -print-targets
arm
$ clang -arch arm -S sample.cを実行し、armのアセンブラをsample.sに出力する
$ $ mv sample.s sample.arm.sを実行して、ファイル名を変更する
sample.arm.sの中身
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.syntax unified
.globl _f @ -- Begin function f
.p2align 2
.code 32 @ @f
_f:
@ %bb.0:
sub sp, sp, #8
str r0, [sp, #4]
str r1, [sp]
ldr r0, [sp, #4]
ldr r1, [sp]
add r0, r0, r1
add sp, sp, #8
bx lr
@ -- End function
.globl _main @ -- Begin function main
.p2align 2
.code 32 @ @main
_main:
@ %bb.0:
push {r7, lr}
mov r7, sp
sub sp, sp, #16
mov r0, #0
str r0, [sp] @ 4-byte Spill
str r0, [r7, #-4]
mov r0, #1
str r0, [sp, #8]
mov r0, #2
str r0, [sp, #4]
ldr r0, [sp, #8]
ldr r1, [sp, #4]
bl _f
mov r1, r0
ldr r2, [sp, #8]
ldr r3, [sp, #4]
ldr r0, LCPI1_0
LPC1_0:
add r0, pc, r0
bl _printf
@ kill: def $r1 killed $r0
ldr r0, [sp] @ 4-byte Reload
mov sp, r7
pop {r7, lr}
bx lr
.p2align 2
@ %bb.1:
.data_region
LCPI1_0:
.long L_.str-(LPC1_0+8)
.end_data_region
@ -- End function
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: @ @.str
.asciz "%x = %x + %x \n"
.subsections_via_symbols
i386
$ clang -arch i386 -S sample.cを実行し、i386のアセンブラをsample.sに出力する
$ $ mv sample.s sample.i386.sを実行して、ファイル名を変更する
sample.i386.sの中身
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _f ## -- Begin function f
.p2align 4, 0x90
_f: ## @f
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushl %ebp
.cfi_def_cfa_offset 8
.cfi_offset %ebp, -8
movl %esp, %ebp
.cfi_def_cfa_register %ebp
movl 12(%ebp), %eax
movl 8(%ebp), %eax
movl 8(%ebp), %eax
addl 12(%ebp), %eax
popl %ebp
retl
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushl %ebp
.cfi_def_cfa_offset 8
.cfi_offset %ebp, -8
movl %esp, %ebp
.cfi_def_cfa_register %ebp
pushl %esi
subl $36, %esp
.cfi_offset %esi, -12
calll L1$pb
L1$pb:
popl %eax
movl %eax, -20(%ebp) ## 4-byte Spill
movl $0, -8(%ebp)
movl $1, -12(%ebp)
movl $2, -16(%ebp)
movl -12(%ebp), %ecx
movl -16(%ebp), %eax
movl %ecx, (%esp)
movl %eax, 4(%esp)
calll _f
movl %eax, %edx
movl -20(%ebp), %eax ## 4-byte Reload
leal L_.str-L1$pb(%eax), %esi
movl -12(%ebp), %ecx
movl -16(%ebp), %eax
movl %esi, (%esp)
movl %edx, 4(%esp)
movl %ecx, 8(%esp)
movl %eax, 12(%esp)
calll _printf
xorl %eax, %eax
addl $36, %esp
popl %esi
popl %ebp
retl
.cfi_endproc
## -- End function
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "%x = %x + %x \n"
.subsections_via_symbols
x86_64
$ clang -arch x86_64 -S sample.cを実行し、x86_64のアセンブラをsample.sに出力する
$ $ mv sample.s sample.x86_64.sを実行して、ファイル名を変更する
sample.x86_64.sの中身
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _f ## -- Begin function f
.p2align 4, 0x90
_f: ## @f
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movl %edi, -4(%rbp)
movl %esi, -8(%rbp)
movl -4(%rbp), %eax
addl -8(%rbp), %eax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
subq $16, %rsp
movl $0, -4(%rbp)
movl $1, -8(%rbp)
movl $2, -12(%rbp)
movl -8(%rbp), %edi
movl -12(%rbp), %esi
callq _f
movl %eax, %esi
movl -8(%rbp), %edx
movl -12(%rbp), %ecx
leaq L_.str(%rip), %rdi
movb $0, %al
callq _printf
xorl %eax, %eax
addq $16, %rsp
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "%x = %x + %x \n"
.subsections_via_symbols
clang -print-targets
$ clang -print-targetsを実行するとclangコンパイラにサポートされているターゲットアーキテクチャのリストが出力される
Registered Targets:
aarch64 - AArch64 (little endian)
aarch64_32 - AArch64 (little endian ILP32)
aarch64_be - AArch64 (big endian)
arm - ARM
arm64 - ARM64 (little endian)
arm64_32 - ARM64 (little endian ILP32)
armeb - ARM (big endian)
thumb - Thumb
thumbeb - Thumb (big endian)
x86 - 32-bit X86: Pentium-Pro and above
x86-64 - 64-bit X86: EM64T and AMD64
2.1
この問題を解く
以下のprogram check_endian.c がある。
int check = 0x12345678;
main()
{
char i, *ptr;
ptr = (char *)✓
i = ptr[1];
return i;
}
このprogramをcompileしたassemblerを、i386, emt64 のCPUで表示させて見よ。また、gdb で i にどのような値が入るかを確認せよ。そのCPUは、Little-Endian か Big-Endian かを答えよ。また、 trace の結果を、確認せよ。
Endian の変換はどのような時に必要になるか。どのようにすれば実現できるか?
Unix には、Builtin のEndianの変換関数がある。それを探し出せ。また、その実装がどうなっているかを調べよ。(ヒント: man -k を使う)
program check_endian.cというファイル名で中身が以下のようなファイルを作る
int check = 0x12345678;
int main()
{
char i, *ptr;
ptr = (char *)✓
i = ptr[1];
return i;
}
compileしたassemblerを、i386, emt64 のCPUで表示
$ clang -arch i386 -S check_endian.c && mv check_endian.s check_endian.i386.sを実行して、check_endian.i386.sというファイルにi386のアセンブラを出力する
check_endian.i386.sの中身
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushl %ebp
.cfi_def_cfa_offset 8
.cfi_offset %ebp, -8
movl %esp, %ebp
.cfi_def_cfa_register %ebp
subl $12, %esp
calll L0$pb
L0$pb:
popl %eax
leal _check-L0$pb(%eax), %eax
movl $0, -4(%ebp)
movl %eax, -12(%ebp)
movl -12(%ebp), %eax
movb 1(%eax), %al
movb %al, -5(%ebp)
movsbl -5(%ebp), %eax
addl $12, %esp
popl %ebp
retl
.cfi_endproc
## -- End function
.section __DATA,__data
.globl _check ## @check
.p2align 2
_check:
.long 305419896 ## 0x12345678
.subsections_via_symbols
$ clang -arch x86_64 -S check_endian.c && mv check_endian.s check_endian.x86_64.sを実行して、check_endian.x86_64.sというファイルにemt64のアセンブラを出力する
check_endian.x86_64.sの中身
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
leaq _check(%rip), %rax
movl $0, -4(%rbp)
movq %rax, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rax
movb 1(%rax), %al
movb %al, -5(%rbp)
movsbl -5(%rbp), %eax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __DATA,__data
.globl _check ## @check
.p2align 2
_check:
.long 305419896 ## 0x12345678
.subsections_via_symbols
gdb で i にどのような値が入るかを確認
このようなファイル構成を作るためにファイルを移動、作成する
.
├── c_env
│ ├── Dockerfile
│ ├── check_endian.c
│ ├── check_endian.i386.s
│ └── check_endian.x86_64.s
└── docker-compose.yml
docker-comopse.yml
services:
c_env:
build: ./c_env/
container_name: c_env
security_opt:
- seccomp:unconfined
volumes:
- "./c_env:/workplace"
tty: true
c_env/Dockerfile
FROM ubuntu:22.04
RUN mkdir workplace &&\
apt-get update &&\
apt-get -y install lldb gdb cmake manpages-dev
WORKDIR /workplace/
Docker Desktopを起動する
$ docker-compose up -d
$ docker-compose exec c_env bash
$ gcc -m64 -g -O0 -o check_endian check_endian.cでアーキテクチャをx86_64で指定して、コンパイルする
$ gdb check_endianを実行した
(gdb) break check_endian.c:8で8行目にbreakpointを設置
(gdb) runで実行した
(gdb) info locals iを実行したら、i = 86 'V'と出力された。
(gdb) x/20b &checkで「check」変数に格納されている値を20バイト分のバイナリ値として表示した
0x555555558010 <check>: 120 86 52 18 0 0 0 0
0x555555558018: 0 0 0 0 0 0 0 0
0x555555558020: 0 0 0 0
最初の8バイト目（0x555555558010）に格納されている値は、 120 86 52 18 0 0 0 0だった
little-endianでは、低いメモリアドレスに格納されるバイトが先頭バイトになるため、0x555555558010のように0が最後のバイトに格納される
trace の結果
(gdb) exitで一回抜ける
gdb check_endianでもう一度gdbに入る
(gdb) tbreak main トレースポイント設置
(gdb) run 実行
(gdb) backtraceで、関数の呼び出し順や、どの関数からどの関数へと呼び出されたのかなどの現在のトレースポイントまでのトレース情報を一覧表示している
#0 main () at check_endian.c:6
Endian の変換はどのような時に必要になるか。どのようにすれば実現できるか?
Endian変換は、バイトオーダーが異なるシステム間でのデータのやりとりや、データの保存・読み込みなどで必要になる
例: ネットワークでバイナリを送る場合
C言語では、「htons」や「htonl」などの関数を使ってEndian変換を実現できる。
コマンドでは、「xxd」や「od」などのコマンドを使って、ファイルの内容を16進数形式で表示し、手作業でEndian変換を行うこともできる。
endian_conversion.cというファイル名で以下のような内容のファイルを用意する
#include <stdio.h>
#include <arpa/inet.h>
int main() {
unsigned short x = 12345;
unsigned short y = htons(x);
printf("x = %d\n", x);
printf("y = %d\n", y);
return 0;
}
$ clang -E endian_conversion.c | grep arpa/inetを実行
# 1 "/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.h" 1 3 4
# 68 "/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.h" 3 4
# 69 "/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.h" 2 3 4
# 70 "/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.h" 2 3 4
# 72 "/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.h" 2 3 4
/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/arpa/inet.hを見る
htonsの実装がない、代わりに#include <machine/endian.h>という行を見つけた
/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/machine/endian.hを見る
まだ、htonsの実装がない、代わりに#include "i386/endian.h"という行を見つけた
/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/i386/endian.hを見る
まだ、htonsの実装がない、代わりに#include <sys/_endian.h>という行を見つけた
/Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/include/sys/_endian.hを見る
#if defined(lint)
__BEGIN_DECLS
__uint16_t ntohs(__uint16_t);
__uint16_t htons(__uint16_t);
__uint32_t ntohl(__uint32_t);
__uint32_t htonl(__uint32_t);
__END_DECLS
このようにhtonsがマクロとして定義されていた
3.1 intel64 (emt64) のアセンブラ
この問題を解く
3.1の課題ページのurlがhttps://ie.u-ryukyu.ac.jp/~kono/lecture/compiler/ex/005になっているが、https://ie.u-ryukyu.ac.jp/~kono/lecture/compiler/ex/005.htmlに修正したら、見れた。メールを出すときにもその旨を伝えておくといいかもしれない。
課題ページにあるtest1.cをダウンロードするか、自前でtest1.cを用意する
extern int printf(const char *,...);
unsigned char a[] = {
0x01,
0x02,
0x03,
0x04,
0x05,
0x06,
0x07,
0x08,
0x55,
0x12,
};
long
test(unsigned char *a, long j)
{
return j;
}
int
main()
{
long x = 0;
x = test(a,x);
printf("x = %lx\n", x);
return 0;
}
test1.sと a.outを用意する
$ clang -S test1.cでアセンブラを出力しtest1.sに書き込む
$ clang test1.sでa.outを用意する
CPU の endian を x/20x と x/20b を使って確認する
$ lldb a.out
(lldb) b test
(lldb) run
Process 52594 launched: 'a.out' (x86_64)
Process 52594 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
frame #0: 0x0000000100003f20 a.out`test
a.out`test:
-> 0x100003f20 <+0>: pushq %rbp
0x100003f21 <+1>: movq %rsp, %rbp
0x100003f24 <+4>: movq %rdi, -0x8(%rbp)
0x100003f28 <+8>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) x/20x &a
0x100008010: 0x04030201 0x08070605 0x00001255 0x00000000
0x100008020: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0x100008030: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0x100008040: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0x100008050: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
(lldb) x/20b &a
0x100008010: 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08
0x100008018: 0x55 0x12 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00
0x100008020: 0x00 0x00 0x00 0x00
レジスタの値を調べる
(lldb) p $rdi
(unsigned long) $2 = 4295000080
(lldb) p $rsi
(unsigned long) $3 = 0
lldbからログアウトする(ctrl-d)
test1.s を書き換えて、さまざまなアセンブラ命令を試す
書き換えずにコピーを用意してアセンブラ命令を出す
$ cp test1.s test2.sでtest2.sの中身をコピーしたtest2.sを作成した
以下のように編集した
test2.s
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _test ## -- Begin function test
.p2align 4, 0x90
_test: ## @test
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
movq %rdi, -8(%rbp)
movq %rsi, -16(%rbp)
movq (%rdi),%rax
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
subq $16, %rsp
movl $0, -4(%rbp)
movq $0, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rsi
leaq _a(%rip), %rdi
callq _test
movq %rax, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rsi
leaq L_.str(%rip), %rdi
movb $0, %al
callq _printf
xorl %eax, %eax
addq $16, %rsp
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __DATA,__data
.globl _a ## @a
_a:
.ascii "\001\002\003\004\005\006\007\bU\022"
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "x = %lx\n"
.subsections_via_symbols
test1.sとtest2.sの差分、上がtest1.sで下がtest2.s
13,16c13,16
< movq %rdi, -8(%rbp)
< movq %rsi, -16(%rbp)
< movq -16(%rbp), %rax
< popq %rbp
---
> movq %rdi, -8(%rbp)
> movq %rsi, -16(%rbp)
> movq (%rdi),%rax
> popq %rbp
$ mv a.out a.1.outでa.outのtest1.sバージョンのバックアップを取った
$ clang test2.sでa.outを生成した
lldbで以下のような作業をした
$ lldb a.out
(lldb) target create "a.out"
Current executable set to 'a.out' (x86_64).
(lldb) b test
Breakpoint 1: where = a.out`test, address = 0x0000000100003f20
(lldb) process launch
Process 53418 launched: 'a.out' (x86_64)
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
frame #0: 0x0000000100003f20 a.out`test
a.out`test:
-> 0x100003f20 <+0>: pushq %rbp
0x100003f21 <+1>: movq %rsp, %rbp
0x100003f24 <+4>: movq %rdi, -0x8(%rbp)
0x100003f28 <+8>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f21 a.out`test + 1
a.out`test:
-> 0x100003f21 <+1>: movq %rsp, %rbp
0x100003f24 <+4>: movq %rdi, -0x8(%rbp)
0x100003f28 <+8>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
0x100003f2c <+12>: movq (%rdi), %rax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f24 a.out`test + 4
a.out`test:
-> 0x100003f24 <+4>: movq %rdi, -0x8(%rbp)
0x100003f28 <+8>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
0x100003f2c <+12>: movq (%rdi), %rax
0x100003f2f <+15>: popq %rbp
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f28 a.out`test + 8
a.out`test:
-> 0x100003f28 <+8>: movq %rsi, -0x10(%rbp)
0x100003f2c <+12>: movq (%rdi), %rax
0x100003f2f <+15>: popq %rbp
0x100003f30 <+16>: retq
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f2c a.out`test + 12
a.out`test:
-> 0x100003f2c <+12>: movq (%rdi), %rax
0x100003f2f <+15>: popq %rbp
0x100003f30 <+16>: retq
0x100003f31 <+17>: nopw %cs:(%rax,%rax)
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53418 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f2f a.out`test + 15
a.out`test:
-> 0x100003f2f <+15>: popq %rbp
0x100003f30 <+16>: retq
0x100003f31 <+17>: nopw %cs:(%rax,%rax)
0x100003f3b <+27>: nopl (%rax,%rax)
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rax
(void *) $0 = 0x0807060504030201
(lldb) p (void*) $ah
(void *) $1 = 0x0000000000000002
(lldb) p (void*) $al
(void *) $2 = 0x0000000000000001
(lldb) p (void*) $eax
(void *) $3 = 0x0000000004030201
(lldb) p (void*) $rbx
(void *) $4 = 0x00000001000c0060
作業のログをもとにmovq (%rdi),%raxを実行した時点の各レジスタの値を表にした。
| レジスタ |
格納されている値 |
| %rax |
0x0807060504030201 |
| %ah |
0x0000000000000002 |
| %al |
0x0000000000000001 |
| %eax |
0x0000000004030201 |
| %rbx |
0x00000001000c0060 |
test1.s を書き換えて、さまざまなアセンブラ命令を試す(2)
$ cp test1.s test3.sでtest3.sの中身をコピーしたtest3.sを作成した
以下のように編集した
test3.s
.section __TEXT,__text,regular,pure_instructions
.build_version macos, 12, 0 sdk_version 12, 0
.globl _test ## -- Begin function test
.p2align 4, 0x90
_test: ## @test
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq (%rdi), %rax
movq 2(%rdi), %rax
movq 2(%rdi), %rbx
movq %rdi, %rbx
addq $0x4, %rbx
movl (%rbx), %eax
incq %rbx
movq (%rbx),%rax
movq $0x4, %rax
movl 4(%rbx,%rax),%ecx
leaq 4(%rbx,%rax),%rcx
movb 2(%rbx),%al
movsbl 2(%rbx),%eax
movsbl 3(%rbx),%eax
movsbq 3(%rbx),%rax
leaq 8(%rbx,%rax),%rcx
leaq 8(%rbx,%rax,2),%rcx
ret
.cfi_endproc
## -- End function
.globl _main ## -- Begin function main
.p2align 4, 0x90
_main: ## @main
.cfi_startproc
## %bb.0:
pushq %rbp
.cfi_def_cfa_offset 16
.cfi_offset %rbp, -16
movq %rsp, %rbp
.cfi_def_cfa_register %rbp
subq $16, %rsp
movl $0, -4(%rbp)
movq $0, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rsi
leaq _a(%rip), %rdi
callq _test
movq %rax, -16(%rbp)
movq -16(%rbp), %rsi
leaq L_.str(%rip), %rdi
movb $0, %al
callq _printf
xorl %eax, %eax
addq $16, %rsp
popq %rbp
retq
.cfi_endproc
## -- End function
.section __DATA,__data
.globl _a ## @a
_a:
.ascii "\001\002\003\004\005\006\007\bU\022"
.section __TEXT,__cstring,cstring_literals
L_.str: ## @.str
.asciz "x = %lx\n"
.subsections_via_symbols
test1.sとtest3.sの差分、上がtest1.sで下がtest3.s
11,17c11,28
< movq %rsp, %rbp
< .cfi_def_cfa_register %rbp
< movq %rdi, -8(%rbp)
< movq %rsi, -16(%rbp)
< movq -16(%rbp), %rax
< popq %rbp
< retq
---
> movq (%rdi), %rax
> movq 2(%rdi), %rax
> movq 2(%rdi), %rbx
> movq %rdi, %rbx
> addq $0x4, %rbx
> movl (%rbx), %eax
> incq %rbx
> movq (%rbx),%rax
> movq $0x4, %rax
> movl 4(%rbx,%rax),%ecx
> leaq 4(%rbx,%rax),%rcx
> movb 2(%rbx),%al
> movsbl 2(%rbx),%eax
> movsbl 3(%rbx),%eax
> movsbq 3(%rbx),%rax
> leaq 8(%rbx,%rax),%rcx
> leaq 8(%rbx,%rax,2),%rcx
> ret
$ mv a.out a.2.outでa.outのtest2.sバージョンのバックアップを取った
$ clang test3.sでa.outを生成した
lldbで以下のような作業をした
$ lldb a.out
(lldb) target create "a.out"
Current executable set to 'a.out' (x86_64).
(lldb) b test
Breakpoint 1: where = a.out`test, address = 0x0000000100003ef0
(lldb) process launch
Process 53662 launched: 'a.out' (x86_64)
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = breakpoint 1.1
frame #0: 0x0000000100003ef0 a.out`test
a.out`test:
-> 0x100003ef0 <+0>: pushq %rbp
0x100003ef1 <+1>: movq (%rdi), %rax
0x100003ef4 <+4>: movq 0x2(%rdi), %rax
0x100003ef8 <+8>: movq 0x2(%rdi), %rbx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003ef1 a.out`test + 1
a.out`test:
-> 0x100003ef1 <+1>: movq (%rdi), %rax
0x100003ef4 <+4>: movq 0x2(%rdi), %rax
0x100003ef8 <+8>: movq 0x2(%rdi), %rbx
0x100003efc <+12>: movq %rdi, %rbx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003ef4 a.out`test + 4
a.out`test:
-> 0x100003ef4 <+4>: movq 0x2(%rdi), %rax
0x100003ef8 <+8>: movq 0x2(%rdi), %rbx
0x100003efc <+12>: movq %rdi, %rbx
0x100003eff <+15>: addq $0x4, %rbx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003ef8 a.out`test + 8
a.out`test:
-> 0x100003ef8 <+8>: movq 0x2(%rdi), %rbx
0x100003efc <+12>: movq %rdi, %rbx
0x100003eff <+15>: addq $0x4, %rbx
0x100003f03 <+19>: movl (%rbx), %eax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003efc a.out`test + 12
a.out`test:
-> 0x100003efc <+12>: movq %rdi, %rbx
0x100003eff <+15>: addq $0x4, %rbx
0x100003f03 <+19>: movl (%rbx), %eax
0x100003f05 <+21>: incq %rbx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003eff a.out`test + 15
a.out`test:
-> 0x100003eff <+15>: addq $0x4, %rbx
0x100003f03 <+19>: movl (%rbx), %eax
0x100003f05 <+21>: incq %rbx
0x100003f08 <+24>: movq (%rbx), %rax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f03 a.out`test + 19
a.out`test:
-> 0x100003f03 <+19>: movl (%rbx), %eax
0x100003f05 <+21>: incq %rbx
0x100003f08 <+24>: movq (%rbx), %rax
0x100003f0b <+27>: movq $0x4, %rax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f05 a.out`test + 21
a.out`test:
-> 0x100003f05 <+21>: incq %rbx
0x100003f08 <+24>: movq (%rbx), %rax
0x100003f0b <+27>: movq $0x4, %rax
0x100003f12 <+34>: movl 0x4(%rbx,%rax), %ecx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $eax
(void *) $0 = 0x0000000008070605
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f08 a.out`test + 24
a.out`test:
-> 0x100003f08 <+24>: movq (%rbx), %rax
0x100003f0b <+27>: movq $0x4, %rax
0x100003f12 <+34>: movl 0x4(%rbx,%rax), %ecx
0x100003f16 <+38>: leaq 0x4(%rbx,%rax), %rcx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rbx
(void *) $0 = 0x0000000100008015
(lldb) p (void*) $rax
(void *) $1 = 0x0000000008070605
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f0b a.out`test + 27
a.out`test:
-> 0x100003f0b <+27>: movq $0x4, %rax
0x100003f12 <+34>: movl 0x4(%rbx,%rax), %ecx
0x100003f16 <+38>: leaq 0x4(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f1b <+43>: movb 0x2(%rbx), %al
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rax
(void *) $1 = 0x0000001255080706
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f12 a.out`test + 34
a.out`test:
-> 0x100003f12 <+34>: movl 0x4(%rbx,%rax), %ecx
0x100003f16 <+38>: leaq 0x4(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f1b <+43>: movb 0x2(%rbx), %al
0x100003f1e <+46>: movsbl 0x2(%rbx), %eax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f16 a.out`test + 38
a.out`test:
-> 0x100003f16 <+38>: leaq 0x4(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f1b <+43>: movb 0x2(%rbx), %al
0x100003f1e <+46>: movsbl 0x2(%rbx), %eax
0x100003f22 <+50>: movsbl 0x3(%rbx), %eax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f1b a.out`test + 43
a.out`test:
-> 0x100003f1b <+43>: movb 0x2(%rbx), %al
0x100003f1e <+46>: movsbl 0x2(%rbx), %eax
0x100003f22 <+50>: movsbl 0x3(%rbx), %eax
0x100003f26 <+54>: movsbq 0x3(%rbx), %rax
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f1e a.out`test + 46
a.out`test:
-> 0x100003f1e <+46>: movsbl 0x2(%rbx), %eax
0x100003f22 <+50>: movsbl 0x3(%rbx), %eax
0x100003f26 <+54>: movsbq 0x3(%rbx), %rax
0x100003f2b <+59>: leaq 0x8(%rbx,%rax), %rcx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $eax
(void *) $2 = 0x0000000000000008
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f22 a.out`test + 50
a.out`test:
-> 0x100003f22 <+50>: movsbl 0x3(%rbx), %eax
0x100003f26 <+54>: movsbq 0x3(%rbx), %rax
0x100003f2b <+59>: leaq 0x8(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f30 <+64>: leaq 0x8(%rbx,%rax,2), %rcx
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $eax
(void *) $3 = 0x0000000000000008
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f26 a.out`test + 54
a.out`test:
-> 0x100003f26 <+54>: movsbq 0x3(%rbx), %rax
0x100003f2b <+59>: leaq 0x8(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f30 <+64>: leaq 0x8(%rbx,%rax,2), %rcx
0x100003f35 <+69>: retq
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $eax
(void *) $4 = 0x0000000000000055
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f2b a.out`test + 59
a.out`test:
-> 0x100003f2b <+59>: leaq 0x8(%rbx,%rax), %rcx
0x100003f30 <+64>: leaq 0x8(%rbx,%rax,2), %rcx
0x100003f35 <+69>: retq
0x100003f36 <+70>: nopw %cs:(%rax,%rax)
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rax
(void *) $5 = 0x0000000000000055
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f30 a.out`test + 64
a.out`test:
-> 0x100003f30 <+64>: leaq 0x8(%rbx,%rax,2), %rcx
0x100003f35 <+69>: retq
0x100003f36 <+70>: nopw %cs:(%rax,%rax)
a.out`main:
0x100003f40 <+0>: pushq %rbp
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rcx
(void *) $6 = 0x0000000100008072
(lldb) stepi
Process 53662 stopped
* thread #1, queue = 'com.apple.main-thread', stop reason = instruction step into
frame #0: 0x0000000100003f35 a.out`test + 69
a.out`test:
-> 0x100003f35 <+69>: retq
0x100003f36 <+70>: nopw %cs:(%rax,%rax)
a.out`main:
0x100003f40 <+0>: pushq %rbp
0x100003f41 <+1>: movq %rsp, %rbp
Target 0: (a.out) stopped.
(lldb) p (void*) $rcx
(void *) $7 = 0x00000001000080c7
作業ログをもとに課題ページで問われている質問とその解答の表を導出した
| 質問 |
解答 |
| movl (%rbx),%eaxを実行した時の%eaxの値は? |
0x0000000008070605 |
| incl %rbxを実行してmovq (%rbx),%raxを実行した時の%raxの値は? |
0x0000001255080706 |
| movl 4(%rbx,%rax),%ecxを実行した時の%ecxレジスタの値がロードするメモリのアドレスは? |
0x0000000108078624 |
| movb 2(%rbx),%alを実行した時の%eaxの値は? |
0x0000000000000008 |
| movsbl 2(%rbx),%eaxを実行した時の%eaxの値は? |
0x0000000000000008 |
| movsbl 3(%rbx),%eaxを実行した時の%eaxの値は? |
0x0000000000000055 |
| movsbq 3(%rbx),%raxを実行した時の%raxの値は? |
0x0000000000000055 |
| leaq 8(%rbx,%eax),%rcxを実行した時の%rcxの値は? |
0x0000000100008072 |
| leaq 8(%rbx,%eax,2),%rcxを実行した時の%rcxの値は? |
0x00000001000080c7 |
4.1
この問題を解く
以下の式を手で木に変換して見よ。さらに、これをスタックを使って計算するintel64の命令に落として見よ。examples のコンパイラを使った結果と比較してみよ。また、gdb で実際にどのような動作をするかを調べてみよ。
3-(4-2)
0+(1+(3-2))-(0+(1+(2-3)))
問題11.1
この問題を解く
記号処理とは文字などで表されたデータを処理することである。これに対して、音声解析や画像処理、ロボットの動作などは、非記号処理と言える。非記号処理におけるコンパイラの役割について、1000-2000字程度で考察せよ。
