PA1.1

1.實作用于模擬暫存器的結構體 CPU_state

在 nemu\include\cpu\reg.h 中，

我們都知道，cpu的暫存器是公用記憶體的，所以要用到union（這個我記得網上有答案，所以不講了）

實作后：

2.思考題：在 cmd_c() 函式中, 呼叫 cpu_exec() 的時候傳入了引數 -1 , 你知道這是什么意思嗎?

cput_exec()在nemu\src\monitor\cpu-exec.c中，我們會發現：

n是無符號整型，-1表示最大的數，所以for 回圈可以執行最大次數的回圈，而ecex_wrapper()函式就是執行%eip 指向的當前指令并更新%eip，最終就可以執行完所有指令，

3.單步執行 si N

先了解這三個函式的用途readline()，strtok()，sscanf()，

在nemu\src\monitor\debug\ui.c中，

可以知道是用 readline 讀取我們輸入的命令之后，用 strtok()分解第一個字串（以空格分開），然后與cmd_table[]中的 name 比較，執行對應的函式，

在cmd_table中添加si；在單步執行的函式中，應當再用strtok()分解一次字符，然后用sscanf轉化為數字，執行相應的次數，

4.列印暫存器

和1.3類似，printf出暫存器，

regsl[i]，32 位暫存器的名字，regsw[i]，16 位，regsb[i]，8 位，

在前面的暫存器的結構體 CPU_state中我們可以知道cpu.gpr[i]._32放了32位暫存器的值，16位8位類似，

5.掃描記憶體

講義前面提到過：記憶體通過在 nemu\src\memory\memory.c 中定義的大陣列 pmem 來模擬. 在客戶程式運行的程序中, 總是使用 vaddr_read() 和 vaddr_write() 訪問模擬的記憶體. vaddr, paddr分別代表虛擬地址和物理地址.

vaddr_read 函式呼叫 paddr_read，傳入兩個引數:起始地址，掃描長度，所以我們通過 strtok 分別獲得字串型的地址和掃描長度，用 sscanf 轉換為要求的形式，呼叫 vaddr_read 函式掃描記憶體，

PA1.2

1首先需要我們了解一下正則運算式，

2然后我們要去為token添加規則，

需要添加空格 == ( ) * / + - != && || ! 十六進制 十進制 暫存器 變數等16種規則，了解正則運算式之后我們知道+*/|都需要轉義，因為正則運算式元字符的存在，前三個需要轉義兩次，一次轉義\，\再轉義+*/，有的例如(可以直接用ascii碼，有的例如||需要在enum中賦值，十進制十六進制暫存器變數的形式用正則運算式表示，舉個小例子：{"\\$[a-dA- D][hlHL]|\\$[eE]?(ax|dx|cx|bx|bp|si|di|sp)",TK_register}是暫存器，{"\\|\\|",TK_logical_OR}是||，注意：要將!=放在!前面，防止被識別為!和=，

3接下來我們要完善make_token()函式，

函式目的是為了識別出運算式中的每一個token，在for回圈中，用regexec()函式匹配目標文本串和前面定義的rules[i]中的正則運算式比較，pmatch.rm_so==0表示匹配串在目標串中的第一個位置，pmatch.rm_eo表示結束位置，position和substr_len表示讀取完后的位置和讀取長度，成功識別得到該字符或者字串的對應規則后，我們需要用switch陳述句將運算式中每一個部分用對應的數字表示type，將==、十進制數等復制到tokens[nr_token].str中，會用到strcpy或者strncpy函式，

4檢查左右括號是否匹配，

我的思路是，在check_parentheses() 函式中，設定了兩個變數left=0，flag=0，若tokens[p]為左括號，則判斷從tokens[p+1]到tokens[q]，遇到了左括號則left++；遇到右括號則left--,且判斷left是否等于0且當前位置是否到了末尾，若left為0且當前位置不在末位，flag賦值1，說明兩側括號不匹配，若left小于0則assert(0)，因為說明出現了講義中提到的類似(4+3))*((2+1)的情況，最后若(left==0)&&(tokens[q]為) )&&flag!=1，即該運算式僅有一對括號，位于兩端，互相匹配，則回傳1；若left!=0則assert(0)，說明可能出現了不匹配的括號；其他情況都回傳0；

5尋找dominant operator，

可以在rules中再設定一個變數用來記錄運算子優先級，思路是，不考慮十進制十六進制暫存器和非，將op值設為起始位置（若運算式為!2，則回傳op為！的位置），然后判斷當前位置的運算子，（若遇到左括號，用r來記錄括號的對數，然后從左右括號包含的范圍之后的一位再判斷運算子優先級，跳過括號內的運算子)，與op位置的運算子比較優先級，優先級小于等于op位置，則op=當前位置，其中，-和*需要再判斷它是否是第一個位置或者前面一位是否為符號，右括號除外，為了避免將指標與乘和減號與負號錯認，

6完善求值函式eval()，

eval（p,q）函式大體上就是先判斷運算式的首尾地址是否合理，不合理assert(0)；

再判斷pq是否相等，若相等，它要么是十進制或十六進制或暫存器，若是暫存器，利用regsl等函式判斷出它是32位或16位，并判斷出位置是第幾個，然后求值，8位暫存器一個個判斷，不管如何，它最終必然是一個數值并回傳該值；

然后運用check_parentheses函式判斷該運算式是否被一對匹配的括號包圍著，若是則遞回求值括號包圍的那個運算式，

若以上判斷都是否，則用find_dominant_operator函式找出最后一步運行的運算子所在位置op，而后遞回呼叫eval函式，求出op左右兩端運算式的值val1，val2，再根據op的運算子進行對應的操作并回傳結果，判斷*，要么是*0x100000 要么是*(0x10000+4)兩種情況，進行判斷，然后用eval得到整數，用vaddr_read()讀取記憶體，判斷負號，負號是不會被視作op的，所以它只能最后被分解為最小的運算式，例如3--2，最后會eval(2,3),即-2，判斷!，要么是!2要么是!(1-1)這兩種情況，進行判斷，剩余幾個判斷不說了，

PA1.3

1監視點的結構體

在原有的基礎上結構體還要加上新值、舊值、型別(判斷是斷點or監視點)、是否開啟、監視的運算式，

2實作監視點池的管理

new_wp是從free鏈表中取一個結點給head鏈表，且將運算式、值賦給它，修改開關，并輸出該節點的編號，運用正則運算式判斷是否為斷點，若是則type為b，否則為w，

正則運算式的使用可以仿照這個來https://www.jb51.net/article/119725.htm

free_wp函式是遍歷head鏈表直到找出對應NO的結點，從head中洗掉，添加到free鏈表中，同時修改型別、運算式、值、開關，

3實作監視點

如講義中所言，每當cpu_exec()執行完一條指令，呼叫函式judge_wp對所有運算式求值判斷是否變化，若變化則回傳-1，暫停，輸出提示并回傳，在cpu_exec.c中修改，并且需要宣告judge_wp()函式，其中的judge_wp()函式在watchpoint.c中寫，

使用info w來列印監視點資訊，這里在cmd_info中呼叫了函式print_wp()，

洗掉監視點，在cmd_d中呼叫free_wp函式即可，

4斷點

就是2所說的，運用正則運算式判斷是否為斷點格式：$eip==0x16進制數字，regcomp()函式編譯正則運算式，執行成功回傳0，則type為b，否則為w，

5

find . -name "*[.h|.cpp]" | xargs wc -l 可用于計算.c .h檔案有多少行，

find . -name "*[.cpp| .h]" | xargs grep "^."| wc -l 用于計算.c .h檔案除去空格有多少行，