# 2019q1 Homework3 (review)
contributed by `warrenanson`

## 作業要求
從 第 1 週, 第 2 週, 第 3 週(上), 第 3 週(下), 第 4 週(上), 第 4 週(下) 選出你感興趣的 3 個題組進行作答，並且回答附帶的「延伸問題」

## 第一周(測驗2)
### 題目

考慮到以下程式碼:

#include <stdint.h>
#define ALIGN_uint32(x, a) __ALIGN_MASK(x, ((uint32_t)(a)) - 1)
#define __ALIGN_MASK(x, mask) (((x) + (mask)) & ~(mask))

這是 data alignment 的巨集，data alignment 的意思是，data 的 address 扣除 base address 後 (也就是 offset) 可被 1, 2, 4, 8 等等這些數字整除，從這些數字可以發現他們都是 2^N^ (N 為從 0 開始的整數)。換句話說，這些 data object 可以用 1, 2, 4, 8 byte 去 alignment
* 電腦處理器如何抓取資料呢？CPU 不會一次只抓取 1 byte 的資料，因為這樣太慢了，如果有個資料型態是 int 的 資料，如果你只抓取 1 byte ,就必須要抓 4 次 (假設 int 資料寬度為 4 byte)，相當不理想。所以 CPU 傾向一次擷取 4 byte(實際看硬體規格而定，32 位元的 cpu 一次可以讀取 32 bit 的資料，64 位元一次可以讀取 64 bit)，並按照順序取的。舉例來說:
* 第一次取: bit 0 ~ bit 3
* 第二次取: bit 4 ~ bit 7

所以如果你的資料是分布在 bit 1 ~ bit 4 那還是會
* 第一次取 byte 0 ~ byte 3，再去除 bye 0 的資料，留下 byte 1 ~ byte 3
* 第二次取 byte 4 ~ byte 7，並去除 byte 5 ~ byte 7 的資料，留下 byte 4
* 再將 byte 1 ~ 3 和 byte 4 整合為 32-bit
由於資料分布不在 4 的倍數，導致了存取速度降低，編譯器在分配記憶體時，就會按照宣告的型態去做 alignment ，例如 int 就是 4 byte alignment。

考慮 4-byte boundary，當 x 是 `0x1006`, a 是 `4`, 那麼 `ALIGN(x, a)` 會得到什麼數值？

==作答區==

X = ?
* `(a)` 0x1000
* `(b)` 0x1004
* `(c)` 0x1008
* `(d)` 0x100b
* `(e)` 0x1010

### 作答

實際將程式碼完整化再執行

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#define ALIGN_uint32(x, a) __ALIGN_MASK(x, ((uint32_t)(a)) - 1)
#define __ALIGN_MASK(x, mask) (((x) + (mask)) & ~(mask))

int main()
{
    printf("%x\n",ALIGN_uint32(0x1006,4));
    return 0;
}

得到之結果為 1008

先分析 Macro

define ALIGN_uint32(x, a) (((x) + (((uint32_t)(a)) - 1)) & ~((((uint32_t)(a)) - 1) ) )

將 ALIGN_uint32(0x1006,4)) 帶入

(( 0x1006 + 3 ) & ~(3) )

轉換為二進位

‭  0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 1001 
& ‬‭1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1100‬

兩個數字做 &

‭0000 0000 0000 0000 0001 0000 0000 1000‬

結果為 1008