maxbarsukov-itmo/3 япы/семинары/seminar5/exercises.md

Задания

Вопрос

Скомпилируйте следующий файл и посмотрите содержимое секции .data с помощью objdump. По какому адресу начинается переменная x? Попробуйте убрать _Alignas(128) и объясните эффект.

$ clang alignas.c -c -o alignas.o
$ clang alignas.o -o alignas
$ objdump -D alignas.o

С _Alignas(128):

0000000000004080 <x>:
4080:	ff                   	(bad)
4081:	ff                   	(bad)
4082:	ff                   	(bad)
4083:	ff                   	(bad)
4084:	ff                   	(bad)
4085:	ff                   	(bad)
4086:	ff                   	(bad)
4087:	ff                   	.byte 0xff

Без _Alignas(128):

0000000000004010 <x>:
4010:	ff                   	(bad)
4011:	ff                   	(bad)
4012:	ff                   	(bad)
4013:	ff                   	(bad)
4014:	ff                   	(bad)
4015:	ff                   	(bad)
4016:	ff                   	(bad)
4017:	ff                   	.byte 0xff

Изменился адрес начала переменной x. С _Alignas(128) он выравнивается по 128 байт, т.е начинается не с 4010, а с 4080.

Подробнее про команду _Alignas(SIZE) можно прочитать тут.

В целом команда делает так, чтобы любые выделяемые данные выделялись с адресов, кратных аргументу, то есть вы можете выделить данные по адресу 10000 в 1 байт, но при минимальной кратности в 128 следующие данные поместятся не в 10001 а в 10080 (адреса в hex).

Вопрос

Напишите минимальный пример с таким кодом, скомпилируйте его со строгим соответствием стандарту C17 (-std=c17 -pedantic -Wall). Что выведет компилятор? Объясните сообщение.

int main() {
    int x = -1;
    int y = 2;

    if (x > 0)
        if (y > 0) {
            return 1;
        }
        else {
            return 0;
        }
}

Мы получим предупреждение:

ub.c: В функции «main»:
ub.c:5:8: предупреждение: используйте фигурные скобки во избежание неоднозначной трактовки «else» [-Wdangling-else]
    5 |     if (x > 0)
    |        ^

Компилятор понял, что возможна неоднозначная трактовка и вывел предупреждение. Если использовать фигурные скобки, предупреждение не возникнет.

Вопрос

Найдите в AST для примера ниже имя класса. Какие поля хранятся в узле этого дерева? Как вы думаете, зачем?

https://astexplorer.net/

public class Program {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 100;
        if (x > 0) {
            System.out.println("Greater than zero"); 
        }
        else {
            System.out.println("Less than or equal to zero"); 
        }
    }
}

typeIdentifier {
    name: "typeIdentifier"
    children: {
        Identifier: [
            {
                image: "Program"
                startOffset: 13
                endOffset: 19
                startLine: 1
                endLine 1
                startColumn: 14
                endColumn: 20
                tokenTypeIdx: 3
            }
        ]
    }
    location: {
        startOffset: 13
        endOffset: 19
        startLine: 1
        endLine 1
        startColumn: 14
        endColumn: 20
    }
}

Хранятся поля типа токена и локация в тексте кода программы, чтоб использовать их при дальнейшей компиляции из AST в байткод.

Задание 0.5

Найдите в AST для примера выше конструкцию if. Добавьте код так, чтобы повторить ситуацию с вложенным в if предложением if-else из первого примера. Нарисуйте примерный вид AST для него.

task0.5

Вопрос

Что выведется в stdout? Если это неожиданный результат, как переписать dbl чтобы избавиться от нежелательного и неожиданного поведения?

#define dbl(y) y * 2

...
printf("%d", dbl(3+3));

В stdout выведется 9, а не 12, так как препроцессор заменит код на

printf("%d", 3+3 * 2);

и из порядка операций это равняется 9.

Чтобы избавиться от нежелательного и неожиданного поведения, стоит в макросе обернуть yв скобки:

#define dbl(y) (y) * 2

Задание 1

Напишите программу которая будет использовать этот макрос для вывода переменной, числа и константы, заданной с использованием макроса. Протестируйте её с помощью ключа -E для gcc/clang.

#define print_var(x) printf(#x " is %d", x )

task1

Вопрос

Что будет если написать print_var(42)?

Будет выведено 42 is 42.

Вопрос

Протестируйте эту программу с помощью ключа -E для gcc/clang.

int main() {
  int64_t x = 42;
  double d = 99.99;

  int64_t_print(x);
  newline_print("");
  double_print(d);
  newline_print("");

  return 0;
}

Вопрос

Протестируйте эту программу с помощью ключа -E для gcc/clang. Что раскрывается раньше: _Generic или #define?

int main() {
  int64_t x = 42;
  double d = 99.99;

  _Generic((x), int64_t : int64_t_print(x), double : double_print(x), default : error("Unsupported operation"));
  newline_print();
  _Generic((d), int64_t : int64_t_print(d), double : double_print(d), default : error("Unsupported operation"));
  newline_print();

  return 0;
}

#define раскрывается раньше, т.к после препроцессинга (gcc -E) мы видим, что подстановка _Generic выполнена не была.

Задание 2

Напишите функции добавления элемента в конец обобщённого списка и вывода обобщённого списка на экран используя макросы: функции list_##type##_push и list_##type##_print внутри макроса DEFINE_LIST. Создайте и выведите с их помощью три любых списка разной длины.

task2

Задание 3

Напишите функции добавления элемента в конец обобщённого списка и вывода обобщённого списка на экран используя generic: макросы list_push и list_print, которые используют _Generic. Создайте и выведите с их помощью три любых списка разной длины.

task3

Задание 4

Изучим простой принтер для AST-дерева. Дерево будем задавать прямо в коде с помощью небольшого доменно-специфичного языка (DSL), который определим прямо в программе.

Допишите в main код, чтобы вывести следующие выражения (можно со скобками):

999 + 728
4+2*9

Расширьте этот пример, добавив тип вершин AST для деления и принтер для него. Выведите следующее выражение:

(3+5) * (9 / 7)

task4