計算機系統實踐教程（基於LoongArch指令系統）

袁春風 南京大學二級教授，CCF傑出教育獎、教育部-華為“智能基座”優秀教師獎、寶鋼優秀教師獎和系統能力培養傑出貢獻獎獲得者，南京大學趙世良講座教授。目前任教育部“101計劃”計算機系統導論課程建設及虛擬教研室負責人、CCF體系結構專委會委員、江蘇省計算機學會體系結構專委會副主任。在相關領域承擔科研項目50多項，發表科研論文100多篇，兩次獲江蘇省科技進步二等獎。發表教改論文20多篇；獲國家級教學成果一等獎、二等獎各1項、江蘇省教學成果特等獎2項、二等獎1項、國家教委優秀教材二等獎1項；主持國家精品課程和國家精品資源共享課各1門；主持國家級線上一流課程2門、江蘇省精品課程和線下一流課程1門；主編國家級規劃教材1套、教育部“101計劃”核心教材2本、江蘇省精品教材和培優教材各1本、江蘇省重點建設教材4本；主持的2門網絡課程分別獲得江蘇省多媒體課件特等獎和江蘇省網絡課件大賽一等獎。

目錄CONTENTS

第一部分基礎級驗證性實驗

第1章實驗系統的安裝和工具軟件的使用3

實驗1實驗系統的安裝和配置3

實驗2常用命令和工具軟件的使用11

第2章程序調試初步和指令系統基礎20

實驗1程序調試初步20

實驗2在C程序中嵌入匯編指令25

第3章程序轉換與指令系統32

實驗1整型常量的賦值語句32

實驗2浮點型常量和字符串的存儲和訪問41

實驗3數據的寬度與存放順序46

實驗4整數加減運算50

實驗5使用ftrapv編譯選項進行溢出檢測60

實驗6整數乘運算67

實驗7基礎浮點指令和浮點數運算74

第4章程序的機器級表示86

實驗1過程調用的實現和棧幀結構86

實驗2入口參數的傳遞與分配99

實驗3流程控制語句的實現105

實驗4復雜數據類型的分配和訪問114

實驗5緩沖區溢出攻擊120

第5章程序的鏈接與加載執行130

實驗1可重定位目標文件格式130

實驗2可執行目標文件格式137

實驗3LoongArch代碼的重定位146

目錄第  章計算機系統實踐教程: 基於LoongArch指令系統第二部分模塊級分析性實驗

第6章二進制程序分析與逆向工程157

實驗1字符串比較158

實驗2浮點數的表示160

實驗3按位邏輯運算163

實驗4循環控制語句166

實驗5過程的遞歸調用169

實驗6數組類型變量的處理174

實驗7指針類型變量的處理181

實驗8結構體類型變量與鏈表的處理186

第7章程序鏈接與ELF目標文件191

實驗1ELF文件中的數據節191

實驗2ELF文件中的代碼節194

實驗3符號與符號解析200

第三部分綜合知識運用實驗

第8章程序執行時間分析207

第9章C語言程序中整數除法運算的異常處理215

實驗1整數除法運算中的異常分析215

實驗2整數除法運算未定義行為檢測221

第10章標準I/O庫函數的系統調用分析226