Computer Architecture and Assembly Language Practical Session 13 שאלות חזרה למבחן

שאלה 1 כמה גישות לזיכרון, במקרה הגרוע, דרושות לביצוע הפקודה ADD dword [x], 0x10001 אם ידוע כי אורך ה-op-code הוא 2 בתים ? פתרון: Fetch – אורך הקוד הבינארי 10 בתים – 2 עבור opcode, 4 עבור הכתובת x, ועוד 4 עבור מהספר המיידי. קריאתם מהזיכרון דורשת 4 גישות לזיכרון לכל היותר Read – יש לקרוא 4 בתים החל מהכתובת --> 2 גישות לזיכרון לכל היותר Write – יש לכתוב 4 בתים , וזה דורש 2 גישות לזכרון במקרה הגרוע. בסה"כ 8 גישות לזיכרון

שאלה 2 נתונה הגדרת macro הבאה, וכן נתונים בזכרון: %macro print 3 pusha mov eax, 4 ; write mov ebx, %1 ; file descriptor mov ecx, %2 ; address mov edx, %3 ; byte count int 0x80 popa %endmacro section .rodata File: dd 1 MJ: db “Beat it”, 10, 0 איזה מהשימושים הבאים במקרו יגרום לפעולה לא נכונה של התוכנית: mov ebx, MJ print 1, ebx, 9 print 1, MJ, 9 print dword [File], MJ, 9 mov edx, 9 print 1, MJ, edx

שאלה 2 נתונה הגדרת macro הבאה, וכן נתונים בזכרון: %macro print 3 pusha mov eax, 4 ; write mov ebx, %1 ; file descriptor mov ecx, %2 ; address mov edx, %3 ; byte count int 0x80 popa %endmacro section .rodata File: dd 1 MJ: db “Beat it”, 10, 0 איזה מהשימושים הבאים במקרו יגרום לפעולה לא נכונה של התוכנית: mov ebx, MJ print 1, ebx, 9 print 1, MJ, 9 print dword [File], MJ, 9 mov edx, 9 print 1, MJ, edx

שאלה 3 מה תחזיר הפונקציה Gloat ברגיסטר ebx (עבור ebx בין 0 ל- 3) ? א) 0 ב) ebx בחזקת 2 ג) 2 בחזקת ebx ד) ebx כפול 2 Gloat: shl ebx, 2 jmp [ebx+Tab] Tab: dd F4 dd F3 dd F2 dd F1 F1: add ebx, 4 F2: add ebx, 4 F3: add ebx, 4 F4: shr ebx, 2 ret

שאלה 3 מה תחזיר הפונקציה Gloat ברגיסטר ebx (עבור ebx בין 0 ל- 3) ? א) 0 ב) ebx בחזקת 2 ג) 2 בחזקת ebx ד) ebx כפול 2 Gloat: shl ebx, 2 jmp [ebx+Tab] Tab: dd F4 dd F3 dd F2 dd F1 F1: add ebx, 4 F2: add ebx, 4 F3: add ebx, 4 F4: shr ebx, 2 ret ebx = 0  shl 0,2 = 0 jmp [0+Tab] = jmp F4 shr 0, 2 = 0  ebx = 0 ebx = 1  shl 1,2 = 1*2*2 = 4 jmp [4+Tab] = jmp F3 F3: add 4, 4 = 8 shr 8, 2 = 8/2/2 = 2  ebx = 2 ebx = 2  shl 2,2 = 2*2*2 = 8 jmp [8+Tab] = jmp F2 F2: add 8, 4 = 12 F3: add 12, 4 = 16 shr 16, 2 = 16/2/2 = 4  ebx = 4 ebx = 3  shl 3,2 = 3*2*2 = 12 jmp [12+Tab] = jmp F1 F1: add 12, 4 = 16 F2: add 16, 4 = 20 F3: add 20, 4 = 24 shr 24, 2 = 24/2/2 = 6  ebx = 6

שאלה 3 מה תחזיר הפונקציה Gloat ברגיסטר ebx (עבור ebx בין 0 ל- 3) ? א) 0 ב) ebx בחזקת 2 ג) 2 בחזקת ebx ד) ebx כפול 2 Gloat: shl ebx, 2 jmp [ebx+Tab] Tab: dd F4 dd F3 dd F2 dd F1 F1: add ebx, 4 F2: add ebx, 4 F3: add ebx, 4 F4: shr ebx, 2 ret ebx = 0  shl 0,2 = 0 jmp [0+Tab] = jmp F4 shr 0, 2 = 0  ebx = 0 ebx = 1  shl 1,2 = 1*2*2 = 4 jmp [4+Tab] = jmp F3 F3: add 4, 4 = 8 shr 8, 2 = 8/2/2 = 2  ebx = 2 ebx = 2  shl 2,2 = 2*2*2 = 8 jmp [8+Tab] = jmp F2 F2: add 8, 4 = 12 F3: add 12, 4 = 16 shr 16, 2 = 16/2/2 = 4  ebx = 4 ebx = 3  shl 3,2 = 3*2*2 = 12 jmp [12+Tab] = jmp F1 F1: add 12, 4 = 16 F2: add 16, 4 = 20 F3: add 20, 4 = 24 shr 24, 2 = 24/2/2 = 6  ebx = 6

שאלה 4 עלינו להחליף בין ערכי המשתנים L ו- L1 המוגדרים בצורה הבאה: L: dw 7 L1: dw 0xF7AC אילו מקטעי הקוד הבאים לא יבצע את זאת כנדרש ? mov ax, [L] c) mov eax, [L1] mov bx, [L1] rol eax, 16 mov [L1], ax mov [L1], eax mov [L], bx mov eax, [L] d) mov eax, [L] rol eax, 16 xor ax, [L1] mov [L], eax xor [L], ax xor [L1], ax RAM 0x?? 0xF7 0xAC 0x00 0x07 L1 mov ax, [L]  ax = 0x00 0x07 mov bx, [L1]  bx = 0xF7 0xAC mov [L1], ax  [L1] = 0x07 , [L1+1] = 0x00 mov [L], bx  [L] = 0xAC , [L+1] = 0xF7 L mov eax, [L]  eax = 0xF7 0xAC 0x00 0x07 rol eax, 16  eax = 0x00 0x07 0xF7 0xAC mov [L], eax  [L] = 0xAC , [L+1] = 0xF7 , [L1] = 0x07 , [L1+1] = 0x00 mov eax, [L1]  eax = 0x?? 0x?? 0xF7 0xAC rol eax, 16  eax = 0xF7 0xAC 0x?? 0x?? mov [L1], eax  [L1] = 0x?? , [L1+1] = 0x?? mov eax, [L]  eax = 0xF7 0xAC 0x00 0x07 xor ax, [L1]  ax = 0x0007 xor 0xF7AC = 0xF7AB xor [L], ax  [L] = 0x0007 xor 0xF7AB = 0xF7AC xor [L1], ax  [L1] = 0xF7AC xor 0xF7AB = 0x0007

שאלה 4 עלינו להחליף בין ערכי המשתנים L ו- L1 המוגדרים בצורה הבאה: L: dw 7 L1: dw 0xF7AC אילו מקטעי הקוד הבאים לא יבצע את זאת כנדרש ? mov ax, [L] c) mov eax, [L1] mov bx, [L1] rol eax, 16 mov [L1], ax mov [L1], eax mov [L], bx mov eax, [L] d) mov eax, [L] rol eax, 16 xor ax, [L1] mov [L], eax xor [L], ax xor [L1], ax RAM 0x?? 0xF7 0xAC 0x00 0x07 L1 mov ax, [L]  ax = 0x00 0x07 mov bx, [L1]  bx = 0xF7 0xAC mov [L1], ax  [L1] = 0x07 , [L1+1] = 0x00 mov [L], bx  [L] = 0xAC , [L+1] = 0xF7 L mov eax, [L]  eax = 0xF7 0xAC 0x00 0x07 rol eax, 16  eax = 0x00 0x07 0xF7 0xAC mov [L], eax  [L] = 0xAC , [L+1] = 0xF7 , [L1] = 0x07 , [L1+1] = 0x00 mov eax, [L1]  eax = 0x?? 0x?? 0xF7 0xAC rol eax, 16  eax = 0xF7 0xAC 0x?? 0x?? mov [L1], eax  [L1] = 0x?? , [L1+1] = 0x?? mov eax, [L]  eax = 0xF7 0xAC 0x00 0x07 xor ax, [L1]  ax = 0x0007 xor 0xF7AC = 0xF7AB xor [L], ax  [L] = 0x0007 xor 0xF7AB = 0xF7AC xor [L1], ax  [L1] = 0xF7AC xor 0xF7AB = 0x0007

שאלה 5 דרוש לבצע חיבור של שני מספרים של 32 BIT על מעבד 68040 (רוחב BUS של 32 BIT). פקודת חיבור שני אופרנדים בזכרון מותרת במעבד זה. ייצוג המספרים הוא BIG ENDIAN, וכל אופרנד באורך N חייב להתחיל בכתובת המתחלקת ב N (alignment). המספרים נמצאים בזכרון בכתובת X ו Y, והתוצאה צריכה להיות ב Y. (X הוא משתנה שמשתרע על איזור X_HIGH ֹ וגם X_LOW). איזו מהתוכניות הבאות תוכל לבצע את הנדרש ? align 4 A: dw 0 X: X_HIGH: dw 5 ; dw reserves space for 2 byte “variable” X_LOW: dw 10 JUNK: dw 0 Y: dl 700 ; dl reserves space for 4 byte “variable” ADD.W X, Y ; add word at address X in ; memory into word at address Y ADDX.W X+2, Y+2 ; add word at X+2 in memory into ; word at Y+2 in memory with extend flag (like CF) ADD.W X+2, Y+2 ADDX.W X, Y MOVE.L X, D0 ; move longword (32 bits) at X to register D0 ADD.L D0, Y ; add D0 to Y ADD.L X, Y ; add longword X to Y

שאלה 5 דרוש לבצע חיבור של שני מספרים של 32 BIT על מעבד 68040 (רוחב BUS של 32 BIT). פקודת חיבור שני אופרנדים בזכרון מותרת במעבד זה. ייצוג המספרים הוא BIG ENDIAN, וכל אופרנד באורך N חייב להתחיל בכתובת המתחלקת ב N (alignment). המספרים נמצאים בזכרון בכתובת X ו Y, והתוצאה צריכה להיות ב Y. (X הוא משתנה שמשתרע על איזור X_HIGH ֹ וגם X_LOW). איזו מהתוכניות הבאות תוכל לבצע את הנדרש ? align 4 A: dw 0 X: X_HIGH: dw 5 ; dw reserves space for 2 byte “variable” X_LOW: dw 10 JUNK: dw 0 Y: dl 700 ; dl reserves space for 4 byte “variable” ADD.W X, Y ; add word at address X in ; memory into word at address Y ADDX.W X+2, Y+2 ; add word at X+2 in memory into ; word at Y+2 in memory with extend flag (like CF) ADD.W X+2, Y+2 ADDX.W X, Y MOVE.L X, D0 ; move longword (32 bits) at X to register D0 ADD.L D0, Y ; add D0 to Y ADD.L X, Y ; add longword X to Y a) Y_HIGH += X_HIGH Y_LOW + = X_LOW + CF b) Y_LOW + = X_LOW Y_HIGH += X_HIGH+ CF d) ADD.L is not legal by the same reason as MOVE.L RAM 0xBC 0x02 0x00 0x0A 0x05 12 700d = 0x2BC 11 10 9 8 y 7 6 JUNK 5 4 X_LOW 3 2 X≡ X_HIGH align 4  move to a closest address in appropriate memory section which is %4 = 0 1 c) MOVE.L is not legal since its X operand is in memory and of size L(longword = 4 bytes), so X should begin in memory at address that %4 = 0. X begins in memory at address with offset 2 from some address that is divided by 4, so X’s address is not divided by 4. A

שאלה 6 נתון מבנה נתונים המוגדר באופן הבא: bla: dd bla + 8, bla + 16, bla + 24, bla + 32, bla + 24, 0, 0, 0, 0, 0 כמו כן נתון הקוד של פונקציה Foo: Foo: cmp ebx, 0 jz End inc ecx push ebx mov ebx, dword [ebx + 4] call Foo pop ebx mov ebx, dword [ebx] call Foo End: ret מה יהיה ערכו של ecx לאחר קריאה ל-Foo כאשר ערכו של ebx לפני הקריאה היה bla וערכו של ecx היה 0? מה יהיה ערכו של ecx לאחר קריאה ל-Foo כאשר ערכו של ebx לפני הקריאה היה bla+4 וערכו של ecx היה 0?

שאלה 6 תשובה נספור את פעולות ה- inc עבור ערכי EBX שונים. נשים לב כי ישנם 2 קריאות רקורסיביות. לכן, נדאג לכך שמספר פעולות ה- inc יחושב עבורם מוקדם יותר (כלומר נבצע את הסכימה מ"למטה למעלה") ונוסיף לכך פעולת inc אחת המתבצעת בפונקציה, נמשיך באופן זה עד שנגיע לבעיה המקורית: foo(EBX=0) = 0 ; stop condition foo(EBX=bla+X) = 1 where X>=20 foo(EBX=bla+16) = foo(EBX=0) + foo(EBX=bla+24) + 1 = 2 foo(EBX=bla+12) = foo(EBX=bla+24) + foo(EBX=bla+32) + 1 = 3 foo(EBX=bla+8) = foo(EBX=bla+32) + foo(EBX=bla+24) + 1 = 3 foo(EBX=bla+4) = foo(EBX=bla+24) + foo(EBX=bla+16) + 1 = 5 foo(EBX=bla) = foo(EBX=bla+16) + foo(EBX=bla+8) + 1 = 6 מכאן שעבור סעיף ראשון ecx=6 ועבור סעיף שני ecx=5.

שאלה 7 ברצוננו לכתוב קוד לשימוש רב-פעמי, שמכפיל את ערך eax פי 3. מוצעות 2 אפשרויות: שימוש במקרו triple או קריאה לפונקציה Triple: %macro triple 0 mov ebx, eax add eax, eax add eax, ebx %endmacro Triple: mov ebx, eax add eax, eax add eax, ebx ret א) בזמן ריצה ל-2 האפשרויות אותו זמן ביצוע. ב) השימוש ב- macro מהיר יותר, אבל דורש יותר זיכרון לקוד. ג) השימוש בפונקציה מהיר יותר, אבל דורש יותר זיכרון לקוד. ד) הפונקציה Triple לא יכולה לעבוד, כי היא לא מוציאה משתנים מהמחסנית

שאלה 7 ברצוננו לכתוב קוד לשימוש רב-פעמי, שמכפיל את ערך eax פי 3. מוצעות 2 אפשרויות: שימוש במקרו triple או קריאה לפונקציה Triple: %macro triple 0 mov ebx, eax add eax, eax add eax, ebx %endmacro Triple: mov ebx, eax add eax, eax add eax, ebx ret א) בזמן ריצה ל-2 האפשרויות אותו זמן ביצוע. ב) השימוש ב- macro מהיר יותר, אבל דורש יותר זיכרון לקוד. ג) השימוש בפונקציה מהיר יותר, אבל דורש יותר זיכרון לקוד. ד) הפונקציה Triple לא יכולה לעבוד, כי היא לא מוציאה משתנים מהמחסנית