PA+ Lab1：gen-expr

success

如果你已经阅读过软件测试部分的文档的话，这个实验理解起来应该十分简单。我们就不必多费口舌了。

我本来在完成后还想在这里再加上一些内容，但发现我想说的基本都被助教更新完后的文档说过了，所以这里就不再多说了，只给出一些个人的建议：

实际上，你并不需要实现逻辑运算符，实现完成加减乘除，以及负号、寄存器访问、解引用后，就已经满足了 OJ 对正确表达式的要求。
尽可能避免非法访存，尤其是当你想植入一个错误时，删去乘法左边的乘数，可能导致 * 被解释成访存。
处理好除以零的问题。

整数除法中除以零在 C 语言中属于 Undefined Behavior ，但事实上，如果我们想要避免这个情况，我们就需要一个能够判断除数是否为零的程序，那也就是写出一个求出除数的程序（这意味着，如果除数是一个表达式，我们就需要写一个表达式求值程序？？？），这明显跟我们实验的目的有所冲突，我们是为了测试自己（ OJ ）写的表达式求值程序是否正确，而为了测试这个程序，我们要先写出一个正确的版本（注意这个逻辑链）？别太搞笑了（

所以，对除法一定的特殊处理是必须的。

第一种做法，就是在生成所有除法运算的时候，都确保除数是否为零在自己的控制范围内。这种还算是比较好实现的，只需要在生成表达式的函数中多返回一个布尔值即可。

第二种做法，就是利用 gcc 在处理这种未定义行为时的确定行为（注意这个表述，所谓未定义行为是对于 C 标准而言行为不确定，但一个程序对于某个具体的编译器而言，它的行为是一定的）。有趣的是，本人在和助教的交流过程中，发现了这样一个奇怪的情况（这个也已经被写入了实验手册中的修订内容里）：

int main() {
    unsigned result = 0 / 0;
    printf("%u\n", result);
    return 0;
}

这段程序没问题，会在编译期间编译器找出除数为零的错误，或在执行时触发 Floating point exception ，总之很好检测到。

但是，当你使用了 Monk 函数，情况就不一样了：

unsigned reg_read(char* reg_name){
    return 0;
}

int main() {
    unsigned result = 0 / reg_read("$a0");
    printf("%u\n", result);
    return 0;
}

试着运行一下这个程序，这种情况下，结果会输出为 0 ！

为什么呢？这种时候就要深入编译生成的机器码了，我们使用 objdump -d a.out 可以看到：

11a7: 48 89 c7               mov %rax,%rdi
11aa: e8 9a ff ff ff         call 1149 <reg_read>
11af: c7 45 fc 00 00 00 00   movl $0x0,-0x4(%rbp) # Here!!!
11b6: 8b 45 fc               mov -0x4(%rbp),%eax

我们发现，程序确实调用了 reg_read() 这个函数，但是表面上调用了一下之后，完全没有管这个函数的返回值，而是自顾自地把 $0x0 写入了 -0x4(%rbp) 这个位置（应当就是 result 变量所在的位置）。

可以理解成，编译器看到是 0 除以某个函数的返回值，而它不敢确定那个函数里干了什么，会返回什么，于是干脆把结果就优化成了 0 （因为除以零是未定义行为，所以它这么做不算违反标准，但两种情况行为的不一致确实会给写程序的人造成较大的困扰）。

解决这个办法，需要你的聪明才智，或者使用助教提供的程序模版（或者 AI 的帮助 blabla）。

（事实证明，想利用未定义行为来判断一个表达式是否有问题，还是不太容易啊，我们还是得尽可能远离未定义行为）