PA1.3 代码+笔记

如果有什么地方有误 请多多指教；

写这个不是让同学们直接抄的，请弄懂原理哦，我觉得我解释的蛮清楚了。

遇到了问题也可以评论留言或者私信我；

 

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1 PA1 – 开天辟地的篇章：最简单的计算机

1.3 监视点

1)监视点的结构体

typedef struct watchpoint {  
  int NO;  //编号
  struct watchpoint *next;  
  int value;  //旧值，
  int newvalue;  //新值，
  char type;  //类型监视点w or断点b
  char Enb;  //是否开启
  char str[32];  //被监视的表达式
  /* TODO: Add more members if necessary */  
  
  
} WP; 

 

1. 实现监视点的池的管理。

new_wp是从free链表中取一个结点给head链表，且将表达式、值赋给它，修改开关，并输出该节点的编号。运用正则表达式判断是否为断点，若是则type为b，否则为w，具体见下文断点处。

 

free_wp函数是遍历head链表直到找出对应NO的结点，从head中删除，添加到free链表中。同时修改类型、表达式、值、开关。

 

3）温故而知新

框架代码中定义wp_pool等变量时使用了关键字static，在此处的含义是静态全局变量，该变量只能被本文件中的函数调用，并且是全局变量，而不能被同一程序其他文件中的函数调用。在此处使用static是为了避免它被误修改。

1. 实现以下功能：

1. 如讲义中所言，每当cpu_exec()执行完一条指令，调用函数judge_wp对所有表达式求值判断是否变化，若变化则返回-1，暂停，输出提示并返回。

代码如下：

在cpu-exec.c中：

/* TODO: check watchpoints here. */  
     int judge=judge_wp();  
     if(judge==-1)  
     {  
             nemu_state = NEMU_STOP;  
             printf("Triggered the monitoring point\n");  
             return;  
     }  

 

在watchpoint.c中：

 

结果截图：

 

3)使用info w来打印监视点信息。这里在cmd_info中调用了函数print_wp()，代码如下：

void print_wp()  
{  
        printf("Num\tType\tEnb \t\t Value\t\t  What\n");  
        for(int i=0;i

 

结果截图：

 

3、删除监视点。在cmd_d中调用free_wp函数即可。

结果截图：

 

1.4 断点

1)断点;

代码在上面已经贴出。运用正则表达式判断是否为断点格式：$eip==0x16进制数字，regcomp()函数编译正则表达式，执行成功返回0，则type为b，否则为w。

截图：

 

2）一点也不能长？

       必须的。因为当我们在调试器中对代码的某一行设置断点时，会把这里本来指令的第一个字节保存起来，然后写入一条INT 3指令，机器码为0xcc，仅有一个字节，设置和取消断点时也需要保存和恢复一个字节。

       断点机制不能正常工作。因为INT3断点将被调试进程中对应地址处的字节替换为0xcc，当int3指令的长度变成2个字节，其他指令同x86，会导致这里本来指令的第一个字节被2个字节所代替，空间不够，不正确。

3）随心所欲的断点。

       将断点设置在指令的非首字节，就无法检测到断点。因为会检测函数的地址，读取它的第一个字节，判断是否等于0xCCH。

4)NEMU的前世今生。

模拟器emulator和调试器debugger的不同。我觉得dubugger是一个命令行调试工具，设置断点，调试程序，测试bug，然后emulator是一个载体，就是虚拟机，是一个独立的系统，不会对电脑本身的系统造成影响，我们可以借助它兼容不同的软件。

我觉得gdb和nemu中我们在实现的功能好像差不多，但是gdb是可以直接在函数某一行或是函数入口处设置断点，可以随便查看变量当前的值。

 

1.6 必答题：

1）理解基础设施；

       在调试上花费75h，简易调试器帮它节省50h。

2）查阅i386手册；

       1、EFLAGS寄存器中的CF位是什么意思？

              P34页中提到参阅附录c，CF是进位标志；

P419页中写到CF位：在最高位发生进位或者借位的时候将其置1，否则清零。

    2、ModR/M字节是什么？

P241-243页。ModR/M由Mod，Reg/Opcode，R/M三部分组成。Mod是前两位，提供寄存器寻址和内存寻址，Reg/Opcode为345位，如果是Reg表示使用哪个寄存器，Opcode表示对group属性的Opcode进行补充；R/M为678位，与mod结合起来查图得8个寄存器和24个内存寻址

    3、mov指令的具体格式是怎么样的？

     P347页。格式是DEST ←SRC.

 

3)shell命令；

       .c和.h文件有3994行代码，使用命令：

find . -name "*[.h|.cpp]" | xargs wc -l 

和框架代码相比，在PA1中写了1008行代码；

    log回转代码回到过去；除去空行之外, nemu/ 目录下的所有.c 和.h 文件总共有3308行代码。

find . –name “*[.cpp|.h]” | xargs grep “^.” | wc -l

-Wall 使GCC产生尽可能多的警告信息，取消编译操作，打印出编译时所有错误或警告信息。

-Werror 要求GCC将所有的警告当成错误进行处理，取消编译操作。

使用-Wall和-Werror就是为了找出存在的错误，尽可能地避免程序运行出错，优化程序。