Linux GCC编译与x86-64汇编：基础与实践

在本篇关于计算机系统2019A1的考试题目中，涉及了多个关键知识点。首先，关于编译器工具链，问题1询问了在Linux系统中，GCC作为编译器驱动程序时，能够将汇编程序转换为可重定位目标程序的组件。正确答案是D，ld，因为ld通常用于链接阶段，将多个目标文件和库链接成一个可执行文件，这个过程涉及到符号表的解析和重定位。 在x86-64架构方面，问题2考察了对寄存器的理解。给定初始值%rax = 0x1122334455667788，然后执行movl$0xaa11,%rax指令后，rax寄存器的新值会是C选项，即0x112233440000aa11，因为movl是32位加载，不会改变高32位的值。 硬件结构部分，问题3指出了程序员不可见的组件。答案是A，程序寄存器，因为这些寄存器是硬件内部的，程序员在编写代码时通常无需直接操作。 优化编程是另一个重要主题。问题4列出了一系列可能的优化技术，其中不属于编译器优化的是B，消除循环中的函数调用，因为这通常由编译器自动进行，但函数调用本身不是可以被消除的优化。 内存管理是计算机系统的核心，问题5讨论了内存页面映射。正确答案是D，页表，它记录了物理内存和虚拟内存之间的对应关系。 在CPU指令集和控制方面，问题6要求识别更新程序计数器（PC）时与jmp指令类似的指令。正确答案是C，cmovxx，因为它也会修改PC来改变程序的执行流程。 寄存器在计算机体系结构中的作用被问题7强调，最高层的缓存决策者是C，编译器，它可能会根据代码优化策略决定数据应存储在哪个寄存器。 Linux程序加载和结构是后续问题的重点，问题8指出在装载.out文件时，不被装载到.text段的是D，.symtab节，它包含符号表信息而不是可执行代码。 异常处理是操作系统的重要组成部分，问题9提到的能返回到异常发生指令处的异常是B，陷阱，这是处理器提供的机制，允许程序主动请求特定处理。 最后，问题10-11则涵盖了操作系统中进程管理和内存分配的基本概念。问题10指出，C选项“从主程序返回”不是导致进程终止的原因；问题11中，malloc函数成功分配内存后，进程可能获得一个大小至少为24字节的块，但并不保证恰好为24字节，因此A和B都不完全准确。 通过这些题目，我们可以看到本次考试覆盖了汇编语言、编译器工作原理、CPU架构、内存管理、指令集、异常处理、进程管理等多个计算机系统的关键知识点。