[rCore学习笔记 05]第0章作业题

作业1

略.

作业2

C语言程序

gcc编译

gcc -o main main.c

编译报错

成功产生异常

main.c: In function ‘main’:
main.c:5:26: warning: division by zero [-Wdiv-by-zero]
    5 |     printf("1 / 0 = %d",1/0);
      |                          ^

但是仍然产生了 main 这个文件

运行生成的文件

./main

产生异常

Floating point exception (core dumped)

trace生成的文件

strace ./main

产生异常

execve("./main", ["./main"], 0x7fff40f14030 /* 46 vars */) = 0
brk(NULL)                               = 0x58375b8b2000
arch_prctl(0x3001 /* ARCH_??? */, 0x7ffda3430010) = -1 EINVAL (Invalid argument)
mmap(NULL, 8192, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7524732c0000
access("/etc/ld.so.preload", R_OK)      = -1 ENOENT (No such file or directory)
openat(AT_FDCWD, "/etc/ld.so.cache", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
newfstatat(3, "", {st_mode=S_IFREG|0644, st_size=63807, ...}, AT_EMPTY_PATH) = 0
mmap(NULL, 63807, PROT_READ, MAP_PRIVATE, 3, 0) = 0x7524732b0000
close(3)                                = 0
openat(AT_FDCWD, "/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6", O_RDONLY|O_CLOEXEC) = 3
read(3, "\177ELF\2\1\1\3\0\0\0\0\0\0\0\0\3\0>\0\1\0\0\0P\237\2\0\0\0\0\0"..., 832) = 832
pread64(3, "\6\0\0\0\4\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0"..., 784, 64) = 784
pread64(3, "\4\0\0\0 \0\0\0\5\0\0\0GNU\0\2\0\0\300\4\0\0\0\3\0\0\0\0\0\0\0"..., 48, 848) = 48
pread64(3, "\4\0\0\0\24\0\0\0\3\0\0\0GNU\0I\17\357\204\3$\f\221\2039x\324\224\323\236S"..., 68, 896) = 68
newfstatat(3, "", {st_mode=S_IFREG|0755, st_size=2220400, ...}, AT_EMPTY_PATH) = 0
pread64(3, "\6\0\0\0\4\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0@\0\0\0\0\0\0\0"..., 784, 64) = 784
mmap(NULL, 2264656, PROT_READ, MAP_PRIVATE|MAP_DENYWRITE, 3, 0) = 0x752473000000
mprotect(0x752473028000, 2023424, PROT_NONE) = 0
mmap(0x752473028000, 1658880, PROT_READ|PROT_EXEC, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x28000) = 0x752473028000
mmap(0x7524731bd000, 360448, PROT_READ, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x1bd000) = 0x7524731bd000
mmap(0x752473216000, 24576, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_DENYWRITE, 3, 0x215000) = 0x752473216000
mmap(0x75247321c000, 52816, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_FIXED|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x75247321c000
close(3)                                = 0
mmap(NULL, 12288, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_PRIVATE|MAP_ANONYMOUS, -1, 0) = 0x7524732ad000
arch_prctl(ARCH_SET_FS, 0x7524732ad740) = 0
set_tid_address(0x7524732ada10)         = 7387
set_robust_list(0x7524732ada20, 24)     = 0
rseq(0x7524732ae0e0, 0x20, 0, 0x53053053) = 0
mprotect(0x752473216000, 16384, PROT_READ) = 0
mprotect(0x58375af8f000, 4096, PROT_READ) = 0
mprotect(0x7524732fa000, 8192, PROT_READ) = 0
prlimit64(0, RLIMIT_STACK, NULL, {rlim_cur=8192*1024, rlim_max=RLIM64_INFINITY}) = 0
munmap(0x7524732b0000, 63807)           = 0
--- SIGFPE {si_signo=SIGFPE, si_code=FPE_INTDIV, si_addr=0x58375af8d15c} ---
+++ killed by SIGFPE (core dumped) +++
Floating point exception (core dumped)

gdb调试

gdb main

r命令

使得程序继续运行.

这个0x000055555555515c就是报错的序号

Starting program: /home/winddevil/workspace/homework/homework-0-2/main
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib/x86_64-linux-gnu/libthread_db.so.1".

Program received signal SIGFPE, Arithmetic exception.
0x000055555555515c in main ()

disassemble 命令

用 gdb 的 disassemble 命令可以看到发生异常的指令.

这里可以直接看到汇编是哪一步出错了.

Dump of assembler code for function main:
   0x0000555555555149 <+0>:     endbr64
   0x000055555555514d <+4>:     push   %rbp
   0x000055555555514e <+5>:     mov    %rsp,%rbp
   0x0000555555555151 <+8>:     mov    $0x1,%eax
   0x0000555555555156 <+13>:    mov    $0x0,%ecx
   0x000055555555515b <+18>:    cltd
=> 0x000055555555515c <+19>:    idiv   %ecx
   0x000055555555515e <+21>:    mov    %eax,%esi
   0x0000555555555160 <+23>:    lea    0xe9d(%rip),%rax        # 0x555555556004
   0x0000555555555167 <+30>:    mov    %rax,%rdi
   0x000055555555516a <+33>:    mov    $0x0,%eax
   0x000055555555516f <+38>:    call   0x555555555050 <printf@plt>
   0x0000555555555174 <+43>:    mov    $0x0,%eax
   0x0000555555555179 <+48>:    pop    %rbp
   0x000055555555517a <+49>:    ret
End of assembler dump.

作业3

C语言版本

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{

    sleep(5);
    const char* string = "string you want,make you happy\n";
    printf("%s",string);
    FILE *output_file = fopen("./output.txt","w");
    fputs(string,output_file);
    return 0;
}

detail

sleep函数在<unistd.h>里被定义

Rust版本

rust的学习资源

The Rust Programming Language - The Rust Programming Language (rust-lang.org)

程序

// 引入所需的库和模块

use std::io::prelude::*; // 引入所有预定义的输入输出 Trait

use std::fs::File; // 用于文件操作

use std::thread; // 用于线程控制，比如休眠

use std::time::Duration; // 时间持续的表示和计算

fn main() {

    // 使用thread::sleep函数使当前线程暂停5秒

    // Duration::from_secs将给定的秒数转换为Duration类型

    thread::sleep(Duration::from_secs(5));

    // 定义一个字符串message，这是我们想要打印和写入文件的内容

    let message = "Hello, this message will be printed and saved to a file.";

    // 使用println!宏将message打印到控制台

    println!("{}", message);

    // 尝试创建或打开一个名为"output.txt"的文件

    // File::create返回一个Result类型，Ok包含文件句柄，Err包含错误信息

    match File::create("output.txt") {

        // 如果文件创建成功

        Ok(mut file) => {

            // 使用file.write_all尝试将message的字节序列写入文件

            // message.as_bytes将字符串转换为字节序列

            if let Err(e) = file.write_all(message.as_bytes()) {

                // 如果写入过程中发生错误，通过eprintln!打印错误信息到标准错误输出

                eprintln!("写入文件时发生错误: {}", e);

            } else {

                // 如果写入成功，打印一条确认信息

                println!("信息已成功写入文件。");

            }

        },

        // 如果创建文件失败

        Err(e) => {

            // 打印错误信息，说明为什么无法创建文件

            eprintln!("无法创建文件: {}", e);

        }

    }

}

detail

在Rust中，当你调用一个可能会失败的操作，如文件操作、网络请求或是其他可能遇到错误的情况时，这些函数往往会返回一个 Result 类型。Result 是 Rust 中用于错误处理的一个枚举类型，它有两个变体：Ok(T) 表示操作成功，其中 T 是成功时返回的数据类型；Err(E) 表示操作失败，其中 E 是错误类型。

因此，当调用如 File::create 这样的函数时，它返回的是一个 Result<File, io::Error> 类型的结果。这意味着你需要处理两种情况：成功时如何处理返回的文件句柄，以及失败时如何处理错误。

使用 match 表达式来处理 Result 是一种常见做法，它可以清晰地表达出对成功和失败情况的处理逻辑。在这个上下文中，Ok 和 Err 不是“必须有”的语法结构，而是当你需要正确处理可能发生的错误时，利用 Result 类型进行错误处理的自然结果。如果不处理 Result，编译器通常会报错，因为它强制程序员显式地考虑所有可能的执行路径，这是 Rust 安全性和可靠性特性的一部分。

如果你确定某个操作不应该失败，并且在失败时愿意让程序 panic（崩溃），可以使用 unwrap 或 expect 方法来简化代码，但这通常只推荐在测试代码或那些你知道确定能成功的场景下使用。在生产代码中，还是应该妥善处理错误，以提高程序的健壮性。

作业4

暂时想不出来

TODO