data lab

    data lab是对应于csapp第二章——信息的表示与处理对应的实验。在限定操作符和操作次数的前提下，使用位级运算来实现一定功能的函数。题目及要求如下图。

函数实现有一定的条件限制(什么运算符都能用，那所有函数都能轻易实现)。

整数规则，如下，耐心看，其实计算机的英文超容易懂。规则有用到的常数在0~0xFF之间，用到的操作符限于& ^ | + << >> ! ~，不能使用if、do、while、for、switch等控制关键字，不能使用宏，不能定义或调用其他函数，不能使用强制类型转换，不能使用除int外的其他数据类型。表1、2中函数的实现要遵循此规则。

浮点数处理规则。规则有不能使用if、do、while、for、switch等控制关键字，不能使用宏，不能定义或调用其他函数，不能使用强制类型转换，不能使用除int或unsigned外的其他数据类型。表3中函数的实现要遵循此规则。

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一、表1，位级操作函数

1. bitAnd

    此题十分简单，仅用~和|来实现&操作，不细说。

2. getByte

    从一个word（32位）x中提取第n个byte（n范围为0~3）。限定运算符为! ~ & ^ | + << >> 。只需将x右移n<<3（相当于*8），然后与0xFF位与即可获得x的第n个byte。

3. logicalShift

    因为>>对于有符号数来说表示算术右移(对于符号位为1的数右移位用1填充)，题目要求仅用! ~ & ^ | + << >>这些运算符来实现对int类型x逻辑右移x位的函数。事实上无论正负只要将x右移位全部置0。可以构造一个数00...011111（共有n位0）。

4. bitCount

    计算一个word x中1的总位数。

5. bang

    不采用!来实现!x，要判别x是否所有位都为0，若是返回1，否则返回0。方法时将高16位与低16位相或，如果不全为0，那么低16位中必然有1，然后将8~15位与0~7位相或，如果不全为0，则0~7位中必然有1，依此类推，直到将0位和1位相或，如果0位为0则返回1，否则返回0。

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二、 表2，算术函数

6. tmin

返回最小补码，只要返回0x80000000。

7. fitsBits

如果x能够被表示为n-bit的补码就返回1否则返回0，n-bit补码能够表示的数在-2^(n-1) ~ 2^(n-1)-1之间。通过判断x的高(32-n)位是否与n-1位相同来判断x能否被表示为n-bit的补码。

8. divpwr2

计算x/(2^n)，其中0 <= n <= 30。对于正数，可直接用>>n实现，对于负数先加2^n-1再>>n来实现。

9. negate

求-x，不能使用"-"，再简单不过了，~n+1即可。

10. isPositive

 若为正数，返回1。检查符号位是否为0，对于0特殊检查。

11. isLessOrEqual

    如果x <= y，返回1，否则返回0。最基本的判断条件是y-x>=0，但是在x,y不同号时存在可能溢出的情况。当y<0,x>0时y-x可能负溢出使得y-x>=0，这种情况要排除；当y>0, x<0时，y-x可能发生正溢出使得y-x<0，但y>=x显然成立，这种情况要考虑进来。

12. ilog2

    返回log2 (i)(以2为底，i的对数)的向下取整，题目保证x>0。获得从低到高最后一个1的位号(自0开始统计)，如log2 (0b101)，log2 (5)得到2，因为1的最高位位号是2。

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三、浮点函数

13. float_neg

求-f。f为float类型，但是以unsigned形式传入。十分简单 ，直接将符号位求反。对于NaN，返回原值。

14. float_i2f 

    将整型转换为浮点型。如1转为1.0，-1转为-1.0。要相对应的从整型数里计算出浮点型的符号位，介码与尾数。并且负数转换为正数求解，对于正整数来说，其解码就是最高为1的位的位号，尾数则是该位以下的所有位，取23位，不足补0，多余则向偶数舍入。

15. float_twice

不用*获得2*f。f为float类型，但是以unsigned形式传入。

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总结

    实验挺有意思的，比较好地回顾使用了学习到的位级运算、补码、整数和浮点数的表示。读完csapp中第二章后来品用风味更佳哦。