门 | GATE-CS-2000 |问题 4

这是一个 GATE-CS-2000 的问题，以下是问题描述：

一台计算机的主存储器中有 $4K$ 个单元，每个单元可以存储 $1$ 个字节。为了对这台计算机进行测试，需要写一个程序来检查每个单元是否都能被访问到。

为了实现这个程序，我们可以按照以下步骤：

1. 编写一个程序，让它从地址 $0$ 开始，向主存储器中写入不同的值，每写入一个值就将地址 $+1$。
2. 再编写一个程序，从地址 $0$ 开始，读取主存储器中的值，然后将地址 $+1$。在读取某个地址的时候，如果程序无法读取到该地址的值，则说明该地址无法被访问。
3. 结合上面两个程序，我们可以检查每个单元是否都能被访问到。

需要注意的是，检查完所有的单元后，需要将所有的单元都清空，否则下一次测试可能会得到错误的结果。

以下是代码实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void write_test() {
    char *mem = (char *) malloc(sizeof(char) * 4096);
    for (int i = 0; i < 4096; i++) {
        * (mem + i) = (char) i;
    }
}

void read_test() {
    char *mem = (char *) malloc(sizeof(char) * 4096);
    for (int i = 0; i < 4096; i++) {
        char val = * (mem + i);
        if (val != (char) i) {
            printf("Failed at address %d\n", i);
        }
    }
} 

int main() {
    write_test();
    read_test();
    return 0;
}

在这个代码中，我们首先定义了一个 write_test 函数和一个 read_test 函数来分别测试写入和读取功能。在 write_test 中，我们先申请了 $4K$ 字节的内存空间，并将其中的每个字节都写成其对应的地址值。在 read_test 中，我们则是读取了同样的空间，并依次检查每个地址的值是否与预期值相同。如果有地址无法读取到正确的值，则将其打印出来。

最后，在 main 函数中，我们调用了 write_test 和 read_test 函数，以完成整个测试过程。

需要注意的是，在测试完毕之后，我们还需要将所有的内存单元都清空，否则下一次测试可能会得到错误的结果。为了实现这个功能，可以在 free 之前调用一个 memset 函数将内存单元清零。