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07 - Loops

Arquivo ex1

Utilize como base o código assembly abaixo (arquivo ex1) e responda os itens.

Dump of assembler code for function soma_2n:
   0x066a <+0>:     mov    $0x1,%eax
   0x066f <+5>:     jmp    0x676 <soma_2n+12>
   0x0671 <+7>:     shr    %edi
   0x0673 <+9>:     add    $0x1,%eax
   0x0676 <+12>:    cmp    $0x1,%edi
   0x0679 <+15>:    ja     0x671 <soma_2n+7>
   0x067b <+17>:    repz retq

Exercise 1

Localize no código acima as instruções de saltos (jmp ou condicionais j*). Desenhe setas indicando para qual linha do código elas pulam.

Answer

Há um salto de soma_2n <+5> para soma_2n <+12> e outro de soma_2n <+15> para soma_2n <+7>

Exercise 2

Analise o fluxo de saltos do seu código. Existe um loop? Entre quais linhas?

Answer

O loop ocorre entre as linhas +5 e +15.

Exercise 3

Qual é a condição do loop acima? Ou seja, qual condição precisa ser verdade para que o loop continue rodando?

Answer

Sempre comparamos o segundo em relação ao primeiro. Logo, fazemos %edi > 1. A instrução ja representa a comparação jump above, que é uma comparação de > feita entre variáveis unsigned

Exercise 4

Com base na sua resposta acima, como você escreveria esse loop como um while?

Answer

Considerando que o primeiro argumento da função se chama int arg1, seria while(arg1 > 1).

Exercise 5

Comece fazendo uma versão C usando somente if-goto

Answer

int soma_2n(unsigned int a) {
    int res = 1;
    goto verifica;

    faz_algo:
    a = a >> 1;
    res += 1;

    verifica:
    if (a > 1) {
        goto faz_algo;
    }

    return res;
}

Exercise 6

Transforme a construção que você fez acima em um código usando while.

Answer

int soma_2n(unsigned int a) {
    int res = 1;
    while (a > 1) {
        a = a/2;
        res++;
    }

    return res;
}

Exercícios para entrega

Vamos agora exercitar o que vimos na aula expositiva. Os exercícios abaixo estão no repositório de atividades e as perguntas no handout tem o objetivo de ajudar a compreender códigos cada vez mais complexos.

Atenção!

Antes de continuar, dê um git pull em seu repositório de atividades e leia o README disponível dentro da pasta da atividade!

Dicas! 1

Antes de fazer disas, sempre dê um info functions e info variables para conhecer o que temos em cada arquivo. Nem sempre encontrará algo muito valioso, mas é bom verificar!

Arquivo ex2.o

Leia o código assembly abaixo e responda.

Dump of assembler code for function soma_n:
   0x000 <+0>:  endbr64 
   0x004 <+4>:  mov    $0x0,%eax
   0x009 <+9>:  mov    $0x0,%edx
   0x00e <+14>: cmp    %edi,%eax
   0x010 <+16>: jge    0x1d <soma_n+29>
   0x012 <+18>: movslq %eax,%rcx
   0x015 <+21>: add    %rcx,%rdx
   0x018 <+24>: add    $0x1,%eax
   0x01b <+27>: jmp    0xe <soma_n+14>
   0x01d <+29>: mov    %rdx,%rax
   0x020 <+32>: ret

Exercise 7

Desenhe as flechas indicando o destino de cada instrução de pulo (jmp ou j*).

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 8

Escreva abaixo o cabeçalho da função soma_n. Dica: procure por registradores que são lidos antes de serem escritos.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 9

Faça a tradução do código acima para C usando somente if-goto

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 10

Converta o código acima para uma versão legível em C.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Arquivo ex3.o

Dump of assembler code for function ex3:
   0x000 <+0>:  endbr64 
   0x004 <+4>:  mov    $0x0,%ecx
   0x009 <+9>:  mov    $0x0,%r8d
   0x00f <+15>: jmp    0x15 <ex3+21>
   0x011 <+17>: add    $0x1,%rcx
   0x015 <+21>: cmp    %rdi,%rcx
   0x018 <+24>: jge    0x2c <ex3+44>
   0x01a <+26>: mov    %rcx,%rax
   0x01d <+29>: cqto   
   0x01f <+31>: idiv   %rsi
   0x022 <+34>: test   %rdx,%rdx
   0x025 <+37>: jne    0x11 <ex3+17>
   0x027 <+39>: add    %rcx,%r8
   0x02a <+42>: jmp    0x11 <ex3+17>
   0x02c <+44>: mov    %r8,%rax
   0x02f <+47>: ret

Exercise 11

Quantos argumentos a função acima recebe? Quais seus tipos?

Dica: não se esqueça de buscar por registradores que são lidos antes de serem escritos.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 12

A função retorna algum valor? Se sim, qual seu tipo?

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 13

A função acima combina loops e condicionais. Desenhe setas para onde as instruções de jmp apontam.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 14

Com base no exercício anterior, entre quais linhas o loop ocorre? E a condicional?

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 15

O loop acima tem uma variável contadora. Ela está em qual registrador? Qual seu tipo?

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 16

Revise o funcionamento da instrução idiv. Em qual registrador é armazenado o resultado da divisão? E o resto?

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 17

Qual a condição testada na condicional?

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 18

Escreva uma versão do código acima usando somente if-goto.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!

Exercise 19

Escreva uma versão legível do código acima.

Answer

// Atividade para entrega!
// Confira nos atendimentos ou chame os professores!