正常
阶段 0 课后练习（Homework）
引言
这里的题按章组织，每章两道——一道基础、一道进阶，最后还有两道跨章综合和一道 L5 挑战。每道题都标注了难度档位（L1~L5，见练习总览）和它涉及的章节；题目都是「变式」，照抄教材例题抄不出答案，得真动手在终端里跑。
答案在独立的参考答案文件里，按题号一一对应，每步解答都带着知识点链接。建议先把一章的题做完，再翻答案对照。所有实验请在临时目录（如 /tmp/）里做，别污染你的源码树——这个规矩本身在第 2 章就讲过。
0.1 工具链体检
0.1-A
难度 L1 · 涉及第 1 章：工具链体检
写出两条命令，分别回答这两个问题：①你命令行里敲的 gcc，实际解析到哪个二进制文件？②这个编译器给哪种 CPU/系统产出代码？把两条命令的真实输出贴出来，并用一句话解释它们为什么能回答各自的问题。
0.1-B
难度 L2 · 涉及第 1 章：工具链体检
同事跑来诉苦：他本地用 gcc 编一个用了 bool/true 的程序，一切正常；推到仓库后 CI 里 clang 那格红了，报 unknown type name 'bool'。他百思不得其解：「我根本没改代码」。请你分析最可能的原因，并用实验验证（写一个最小程序，在 gcc/clang 各种 -std 组合下真跑一遍，贴出关键输出），最后给出修复方案。
0.2 编译四阶段全景
0.2-A
难度 L1 · 涉及第 2 章：编译四阶段全景
用一条 gcc 命令，把 hello.c 的 .i/.s/.o 三个中间产物一次性全部留下，同时不污染当前源码目录。写出你的命令，贴出产物列表（ls 输出），并说明每个产物分别是哪一阶段的成果。
0.2-B
难度 L3 · 涉及第 2 章：编译四阶段全景
两小问。①写一个只调用 printf("%s\n", "...") 的程序，用 gcc -S 拿到汇编，观察 main 里对 printf 的调用变成了什么、这是哪个阶段干的、为什么。②把教材里的 AT&T 指令 movq %rsp, %rbp 翻译成 Intel 语法，并解释两种语法操作数顺序相反意味着什么——拿 -masm=intel 真跑一遍验证你的翻译。
0.3 预处理深入
0.3-A
难度 L1 · 涉及第 3 章：预处理深入
定义一个求平均值的带参宏 AVG(a, b)，要求它被 AVG(2+4, 6) 这样「带运算表达式的实参」调用时结果依然正确（应为 6）。再用 gcc -E 把展开后的文本摆出来自证。提示：教材里 SQ_BAD 栽的坑，求平均值一样会栽。
0.3-B
难度 L3 · 涉及第 3 章：预处理深入
有人写了这样一个「取最大值」宏：#define MAX(a,b) a>b?a:b。现在他调用 MAX(x, y) + 1，其中 x=5、y=3。请先动笔预测结果，再编译运行验证。如果预测和直觉不一样（你以为会得到 6），用 gcc -E 解释到底发生了什么，并给出修正后的宏定义。
0.4 编译阶段看汇编
0.4-A
难度 L2 · 涉及第 4 章：编译阶段看汇编
写出下面这段代码里每个变量/字面量各自落在哪个段（.text/.rodata/.data/.bss，注意指针本身和它指向的字符串要分开说），先预测，再用 gcc -S + grep 验证，最后用 size 报告 .data/.bss 的字节数并与你的预测对账。
c
int counter; /* ① */
static int limit = 100; /* ② */
const char* name = "cj"; /* ③ */
int main(void) {
return counter;
}0.4-B
难度 L4 · 涉及第 4 章：编译阶段看汇编
教材里 sum6 验证了「前 6 个整型参数走 edi/esi/edx/ecx/r8d/r9d，第 7 个起走栈」。现在写一个 sum8，收 8 个 int 参数返回总和。请先预测第 7、8 个参数在栈帧里相对 rbp 的偏移，写出理由；再用 gcc -S -O0 真跑验证你的预测，把相关汇编行贴出来。
0.5 目标文件与符号
0.5-A
难度 L2 · 涉及第 5 章：目标文件与符号
写一个单个 .c 文件，使它编译成 .o 后，nm 输出里恰好同时出现 T、t、D、B、U 五种符号各至少一个。贴出你的源码和真实 nm 输出，并逐个说明每个符号对应源码里的谁、为什么是这个字母（大小写含义要讲清）。
0.5-B
难度 L3 · 涉及第 5 章：目标文件与符号
同事把工具函数 helper 定义成 static 放在 foo.c，然后在 main.c 里写 extern int helper(int); 并调用，链接时报 undefined reference to 'helper'。他说：「helper 明明存在，foo.o 里都能 nm 看到」。请你复现这个错误（贴真实报错），解释为什么「nm 能看到却链不上」，并给出两种修复方案。
0.6 链接与静态库
0.6-A
难度 L2 · 涉及第 6 章：链接与静态库
现有三个源文件：add.c（定义 add）、use.c（定义 use_all，其内部调用了 add）、main.c（main 只调用 use_all）。把 add.o 打成 libadd.a、use.o 打成 libuse.a。请写出正确的链接命令行，并解释为什么 libuse.a 必须排在 libadd.a 前面；再故意写反一次，贴出错误信息对比。
0.6-B
难度 L3 · 涉及第 6 章：链接与静态库
执行下面两条命令后，ar t libmymath.a 会列出哪些成员？先预测，再真跑验证，并解释 ar r 的「替换」到底替换什么、没替换什么。
text
$ ar rcs libmymath.a add.o mul.o
$ ar rcs libmymath.a mul.o sub.o0.7 动态库与 dlopen
0.7-A
难度 L2 · 涉及第 7 章：动态库与 dlopen
写一个 greet.c（提供 void greet(const char* name)，打印问候），把它编成 libgreet.so，再写一个 loader 程序：不链接任何 greet 符号，运行期用 dlopen/dlsym 把它捞出来调用。贴出 file libgreet.so 的关键词、编译命令、运行输出，并解释链接期和运行期各发生了什么。
0.7-B
难度 L3 · 涉及第 7 章：动态库与 dlopen
你的 loader 用 dlopen("./libgreet.so", ...) 在目录 A 里测试一切正常；换到目录 B 再跑，报 cannot open shared object file。请解释原因，并给出两种修复方案，各真跑验证一次。提示：想清楚「带斜杠的路径」和「不带斜杠的名字」在 dlopen 眼里意味着什么。
0.8 警告旗标进阶
0.8-A
难度 L1 · 涉及第 8 章：警告旗标进阶
写三段独立的最小代码，分别让以下三个旗标各亮一次：①-Wextra（且 -Wall 单独开时不亮）；②-Wconversion（且 -Wall -Wextra 都不亮）；③-Wall 里那个抓「= 当 ==」的旗标。贴出每段的编译命令和警告输出。
0.8-B
难度 L3 · 涉及第 8 章：警告旗标进阶、第 10 章：Sanitizer 门禁
写一个函数：局部变量在某个条件分支里才被赋值，另一个分支直接读它（读未初始化变量是 UB）。先用 -Wall -Wextra -O2 编译，确认编译器一声不吭；再把它跑起来（多跑几次），观察输出是否每次一样。然后请回答：有什么工具能真正在运行期抓到它？ 找出可用的一种并真实验证（如果一种工具在本机抓不到，如实报告并解释原因）。
0.9 标准与优化
0.9-A
难度 L2 · 涉及第 9 章：标准与优化
写一个调用 strdup("hi") 的最小程序，分别在 -std=c11 和 -std=gnu11 下编译，贴出两种结果并解释差异根源（说清是哪个宏在起作用）。然后在 保持 -std=c11 的前提下，给出一种让程序合法编译的写法并验证。
0.9-B
难度 L4 · 涉及第 9 章：标准与优化
教材用 x + 100 < x 演示了「靠溢出回绕检测溢出」的翻车。现在换一个变式：有人写 if (x * 2 < x) 来检测「x 太大、加倍会溢出」。用 volatile 变量喂入 INT_MAX，分别在 gcc 和 clang 的 -O0 与 -O2 四个组合下真跑，把四个结果如实贴出来。如果四个结果和教材里「gcc 删掉检查、clang 保留」的戏码不一样——别急着怀疑你的实验，这四个结果的一致性恰恰是本题要你发现的点。再用 gcc -S 看一眼 check 函数的汇编，回答：gcc 这次到底「删没删」你的检查？综合本题和教材的例子，说说「编译器会不会删掉一段 UB 代码」由什么决定。
0.10 Sanitizer 门禁
0.10-A
难度 L2 · 涉及第 10 章：Sanitizer 门禁
写一个程序：栈上 char buf[4]，然后写 buf[5] = 'x'。用 -O1 -g -fsanitize=address,undefined 编译运行，贴出 ASan 的完整报告，并回答：报错类型是什么？它点名了哪个变量？-g 在这份报告里起了什么作用（做个去 -g 的对照实验）？
0.10-B
难度 L3 · 涉及第 10 章：Sanitizer 门禁
写一个程序：malloc 一块能放 3 个 int 的内存，赋好值后 free 掉，然后再读它的第 2 个元素。用 ASan 编译运行，贴出完整报告。ASan 会给出一份「三段栈」——请标出三段各自对应你源码的哪一行、分别是什么事件（分配/释放/非法访问），并说明为什么这种 bug 传统调试特别难抓。
0.11 make 入门
0.11-A
难度 L1 · 涉及第 11 章：make 入门
做一个三文件项目 farewell.h / farewell.c / main.c（功能自拟，比如打印「goodbye」）。手写一个朴素 Makefile：三个目标、每条规则三要素齐全、头文件写进依赖、带 clean 和 .PHONY。贴出 make、./main、make clean 的真实输出。
0.11-B
难度 L3 · 涉及第 11 章：make 入门
两小问。①接 0.11-A：项目已构建完成后，执行 touch farewell.h && make，先预测 make 会执行哪几条命令（几条编译、几条链接？），再真跑对答案。②用模式规则和自动变量把 0.11-A 的 Makefile 重写成通用形式，解释 $@/$</$^ 在每条命令里分别展开成什么。
0.12 CMake 入门
0.12-A
难度 L2 · 涉及第 12 章：CMake 入门
把 0.11-A 的 farewell 项目迁到 CMake：写一份最小 CMakeLists.txt（声明最低版本、工程名、C 语言、C11 标准、可执行目标），用 out-of-source 方式配置和构建，贴出两条命令的输出，并确认 build/ 里生成了什么（点出那份 Makefile）。
0.12-B
难度 L3 · 涉及第 12 章：CMake 入门、第 9 章：标准与优化
同事的 CMake 项目「明明设了 C11」，但你发现实际编译命令里是 -std=gnu11。请解释为什么会这样（真跑验证：找到 CMake 生成的 flags.make，贴出其中的标准旗标），说明 gnu11 和 c11 的实质差别，并给出让 CMake 真正产出 -std=c11 的配置。再顺手对比 Debug 和 Release 两种构建类型各自的旗标差异。
0.13 GDB 基础
0.13-A
难度 L2 · 涉及第 13 章：GDB 基础
写一个「先算对东西、再崩溃」的程序：compute(5) 算三角形数，然后 volatile int divisor = 0; int r = v / divisor;。用 -g -O0 编译，进 GDB 完成一次完整的事后定位：run 后 GDB 报告了什么信号、停在哪一行？bt 看到什么？print 哪个变量能锁定根因？把 GDB 会话记录完整贴出来。
0.13-B
难度 L3 · 涉及第 13 章：GDB 基础
写一个程序：先 printf("before crash\n")，然后对 NULL 解引用崩溃。①把它的输出重定向到文件再跑，先预测文件内容，再真跑验证（大概率你会预测错）；解释为什么。②修改程序（一行），让同样崩溃的场景下文件里能看到那行输出，验证之。③说说为什么「printf 调试法」对崩溃类 bug 不可靠、GDB 为什么可靠。
0.14 GDB 进阶
0.14-A
难度 L2 · 涉及第 14 章：GDB 进阶
写一个循环累加 sum += i 时停下来。停下的那一刻，i 应是多少？sum 应是多少（1 到 49 的和，先动笔算）？把 GDB 会话记录贴出来对答案。
0.14-B
难度 L3 · 涉及第 14 章：GDB 进阶
两小问。①写一个程序：循环累加 1 到 10，循环结束后某行代码悄悄把 sum 改成 999。用 watchpoint 定位这行「案发现场」：设置 watch 并配上只盯 sum == 999 的条件，贴出 GDB 停在改动点时的 Old/New 值。②用 0.13-A 那个崩溃程序，在 GDB 里 generate-core-file 生成 core，然后不开程序，直接 gdb 可执行文件 core文件 做事后分析，贴出 bt 和关键变量。
0.15 Git 工作流
0.15-A
难度 L1 · 涉及第 15 章：Git 工作流
在一个临时目录里开一个全新 git 仓库，完整走一遍：init → 放文件 → add/commit → 改文件 → status/diff → 第二次 commit → 开分支改一版 → merge --no-ff 合回 → git log --oneline --graph。贴出最终的历史图，并解释图中哪一行是合并提交、分叉发生在哪个提交。
0.15-B
难度 L2 · 涉及第 15 章：Git 工作流
三道笔试题。①给三个场景写规范的约定式提交信息：修了一个除零崩溃、新增了 README.md、重构了 Makefile 但行为不变。②为一个 C 工程写至少 4 条 .gitignore 条目，说明每条挡的是什么。③用你自己的话解释：既然「工作区直接 commit」也能存快照，Git 为什么还要中间隔一个暂存区？
0.16 GitHub Actions
0.16-A
难度 L2 · 涉及第 16 章：GitHub Actions
写一份最小 workflow 的 YAML 骨架：名字、触发条件（push 到 main 和 pull_request 到 main）、一个 build job——runs-on 用什么、两个 step（checkout 和编译命令）。再把编译 step 改成 gcc/clang 矩阵：写出 strategy.matrix 部分，解释 fail-fast: false 的意义。
0.16-B
难度 L3 · 涉及第 16 章：GitHub Actions
场景：「本地 make 全过，CI 红了」。列出至少 4 条可能原因，每条注明它对应 CI 里哪个 job、以及你第一步会怎么排查。提示：把第 1 章「本地 gcc ≠ CI 编译器」、第 8 章 -Werror、第 10 章 sanitizer、第 17 章格式门都过一遍脑子。
0.17 格式化与质量门
0.17-A
难度 L1 · 涉及第 17 章：格式化与质量门
写一个故意不合规的 messy.c：int x=42;（没空格）、if(x==42){printf("%d\n",x);}（单行堆叠）。用 clang-format --dry-run --Werror 检查并贴报错（注意退出码）；再 clang-format -i 原地修好；最后再跑一次检查确认退出码 0，贴出修复后的文件。
0.17-B
难度 L2 · 涉及第 17 章：格式化与质量门
两道笔试题。①本项目 .clang-format 里 SortIncludes: Never 和 AllowShortIfStatementsOnASingleLine: Never 两个设置看起来很「反常规」（别的项目常开自动排序、允许单行 if）。说说这两个设置各是为了什么。②格式门在「编辑器、本地提交、远端 CI」三个层面各是怎么守住的？为什么要有三层？
0.C 跨章综合与挑战
0.C-1
难度 L3 · 涉及第 10 章、第 11 章、第 17 章
一条龙综合题。做一个两文件项目：calc.c（add/mul）+ main.c（main 里故意埋一个栈越界写）。依次完成：①写 Makefile（带 clean/.PHONY）并构建通过——注意，如果你此时直接 ./main 会崩，别慌，把崩溃现象原样记下来，它是本题的伏笔；②clang-format --dry-run --Werror 检查代码格式；③用 sanitizer 构建（-fsanitize=address,undefined）运行，贴出它抓到的报告并定位到源码行；④修复 bug；⑤重跑 sanitizer 确认全绿。把五步的命令和输出按顺序贴全。
0.C-2
黑盒诊断题。math_utils.c 定义了 add、mul 和一个 static int helper(int)；main.c 里声明并调用了 add、helper（写了 extern）、以及一个哪都没实现的 sub。链接后报错。请：①复现并贴出完整报错；②逐条分析每个 undefined reference 的成因（这两个错成因不同！）；③给出正确的修复。再补一问：如果把这个项目打包成 libmath.a 并把链接顺序排成错误的顺序，会得到什么样的报错——顺手真跑验证。
0.C-3
挑战题（改编自「徒手链接」经典练习）。这次不调用 gcc 的一站式编译，手动走完全部四个阶段并让程序真正跑起来：用 gcc -E 预处理、gcc -S 编译、as 汇编、最后直接调用 ld 完成链接（提示：链接器需要启动文件 crt1.o/crti.o/crtn.o、libc 和动态链接器，它们的路径可以用 gcc -print-file-name=... 探出来；注意现代 gcc 默认产 PIE 代码，ld 需要匹配的启动文件和选项）。把每一阶段的命令、关键产物、ld 那条命令的完整写法，以及最终 ./hello 的输出全部贴出来。卡住很正常——这一题的正确姿势就是「照着报错信息一步步把缺的部件补上」。