哈工大2019计算机系统试题解析：GCC、x86-64汇编与优化

"计算机系统2019A-答案 1" 这篇内容主要涉及计算机系统的基础知识，特别是与Linux操作系统和x86-64架构相关的概念。以下是详细的知识点： 1. **GCC编译器**：在Linux系统中，GCC（GNU Compiler Collection）是一个常用的编译器套件，它可以用于编译不同语言的源代码。描述中提到的`as`是GCC的一部分，用于将汇编语言程序转换成可重定位目标程序。`cpp`是预处理器，`ccl`可能是笔误，通常指`cc1`是C编译器，而`ld`是链接器。 2. **x86-64寄存器操作**：在x86-64架构中，`%rax`是一个64位通用寄存器。题目中展示了如何通过`movl`指令移动一个32位立即数到`%rax`的低32位，结果是高32位保持不变，因此`%rax`的值变为`0x112233445566aa11`。 3. **硬件结构**：程序员在编写程序时通常不会直接看到算术逻辑单元（ALU）、程序计数器等硬件组件，这些是CPU内部结构。程序寄存器是程序员可以间接控制的，而内存是程序员直接操作的存储区域。 4. **GCC编译优化**：编译器优化包括多种技术，如移位操作代替乘法、消除函数调用、循环展开等，但使用分块提高时间局部性是内存管理策略，不属于编译器优化的范畴。 5. **内存管理和映射**：页表是操作系统用来记录虚拟页面与物理页面映射关系的数据结构，对程序员来说通常是透明的。 6. **CPU指令**：在Y86-64架构中，`jmp`指令用于改变程序计数器（PC），`call`指令也有类似效果，因为它会跳转并保存返回地址以供`ret`指令返回。 7. **CPU缓存层次结构**：CPU寄存器是最高级别的缓存，由编译器、操作系统内核或硬件自动决定哪些数据存储在特定寄存器中。 8. **ELF文件格式**：在Linux系统中，`.out`文件是一种可执行文件，其结构基于ELF（Executable and Linkable Format）。`.text`段通常包含可执行的机器代码，`.init`和`.rodata`节分别用于初始化代码和只读数据，而`.symtab`节存储符号表信息，不直接装入到.text段。 9. **异常处理**：陷阱（Trap）是一种非致命异常，处理后可以返回到发生异常的指令继续执行。键盘中断、故障和终止通常不能恢复到异常点。 10. **进程管理**：进程可以通过执行`wait`函数等待子进程结束，通过`exit`函数主动退出，或者因接收到信号而终止，但执行`wait`函数不是导致进程终止的原因。 11. **内存分配**：当进程调用`malloc`函数成功时，它会在堆上分配指定大小的内存，但具体分配的位置和后续内存布局依赖于内存管理系统，不一定立即获得连续的内存区域。 以上是根据题目内容提炼出的计算机系统相关知识点，涵盖了编译器、操作系统、CPU架构、内存管理和进程管理等多个方面。