实验1 用机器指令和汇编指令编程
实验1 用机器指令和汇编指令编程
一、实验目的
1. 熟练掌握使用debug工具编写和调试x86汇编命令的方法
2. 掌握8086CPU、寄存器、内存的基础知识
3. 理解并掌握内存中多字节数据的存放：小端法
4. 理解并掌握「栈」内存空间的特性和使用
5. 掌握指令mov, add, sub, jmp, push, pop的基础用法
二、实验内容
1. 教材实验1（P35）
2. 教材实验2（P71）
三、实验结论
1. 教材实验1结论，教材实验1中「2. 实验任务」（P45）
实验任务(1)
机器码数据较多，只用前4行实验。
①、a命令
使用a命令输入指令，修改cs：ip所指地址，修改之后使用t命令单步调试，结果如图：
②、e命令：
输入机器码之后也需要注意cs：ip是否指向当前机器码存储地址，修改后同样使用t命令单步调试，
结果如图：
使用a命令输入汇编指令/e命令输入机器码对应的寄存器值变化：
| 机器码 | 汇编指令 | 寄存器变化 |
| b8 20 4e | mov ax,4e20H | ax = 4e20H |
| 05 16 14 | add ax,1416H | ax = 6236H |
| bb 00 20 | mov bx,2000H | bx = 2000H |
| 01 d8 | add ax,bx | ax = 8236H |
实验任务(2)
使用a命令将指令输入到命令来窗口中，并修改cs：ip的值，
使用命令t单步调试，结果如图：
继续使用t单步执行，执行到2的8次方，结如图：
这三行汇编代码实现的是计算2的n次方，结果存放在寄存器ax中，由汇编指令jmp 2000：0003实现跳转，
执行之后跳转回20003，该地址段存储指令(add ax,ax)，以此循环实现计算2的n次方，并将值存储在ax上。
实验任务(3)
使用d命令从段地址fff00，偏移量为0开始查找，在偏移量为f0的内存单元中存在字符02/27/20
结果如图：
更改该行数据，改变日期，将日期改为12/06/20（数字0~9 对应的ASCII码值 30~39）
以上均在虚拟机win7系统中的doc命令窗口使用debug进行实验，
使用docbox查找到日期为：01/01/20，同时在docbox中无法修改该段地址中的数据，结果如下：
尝试使用e命令修改该段数据，再次查看时发现该段数据未发生改变。
实验任务(4)
使用e命令修改指定地址内的数据，如图:
按下回车之后可以贯彻到命令窗口上出现图标，改变地址：-e b820:0000 34 56 78 5d 4f 34 21 09，
结果如图：
改变值：-e b820:0000 01 01 02 02 03 03 04 04，
结果如图：
在修改数据之后命令窗口上会立即做出响应出现特殊图标，说明修改的该段地址是显存地址。对于8080cpu而言，
地址A000H~BFFFFH的8KB空间为显存地址空间。cpu向该段内存地址输入数据，数据将会被写入显存中，然后会被显卡输出到显示器上。
2. 教材实验2结论
教材实验2中「2. 实验任务」（P74）
实验任务(1)
① 截图记录：使用 e 命令修改 内存单元0022:0~0022:f 中的数据，及修改后查看是否正确写入的操作
② 截图记录：使用 a 命令输入的 p74 指令
③ 截图记录：每一行指令单步调试（如单步调试步骤多，可分屏截图，但不要有遗漏）
④ P74 中指令执行后各个寄存器填空结果，以在文档中手工标注或手机拍照截图方式复制在文档中。
对于③单步调试的观察，与理论上分析的结果进行比较，检验是否一致。如不一致，分析原因。
在使用 a 命令输入指令调试之前，先使用 e 命令将内存单元 0022:0 ~0022:7连续 8 个字节数据修改为 50H, 51H, 52H, 53H, 54H, 55H, 56H, 57H
将 P74 实验任务(1)中第1行的 mov ax, ffff → 改为 mov ax, 0022。
修改内存单元数据,如图：
使用a命令输入指令，如图：
使用t命令单步执行，如图：
中间调试步骤省略......
执行指令对应的寄存器之变化如下：
|
mov ax,0022
实验结果于理论结果相同 |
观察其中寄存器sp的值的变化,使用push命令执行入栈操作，sp值(段地址偏移量)减2；在执行pop命令执行出栈操作，sp(段地址偏移量)值加2。
在使用t命令单步执行时，发现mov sp，0100在mov ss，ax后直接执行了，再使用t命令执行的是mov ax，[0]
实验任务(2)
① 截图记录图 3.19 中使用 a命令输入的 7 行指令，使用 e 命令修改 2000:0~2000:f 的值，及修改后查看的部分
② 单步调试每一行汇编指令的截图。每一条指令单步调试后，都使用 d 命令查看2000:0~2000:f 的值。
观察每一条指令执行后相关寄存器值的变化，及 2000:0~2000:f 单元值的变化，并思考原因。
以文字方式陈述：
① 前3行汇编指令的功能，特别是，mov sp, 10意味着什么？初始时栈顶和栈底分别是？
② 基于单步调试观察到的变化，给出你对此的思考及可能原因分析。
使用a命令输入指令，使用t命令单步调试，并用d命令查看2000:0~2000:f 的值的变化
① 前3行汇编指令的功能，特别是，mov sp, 10意味着什么？初始时栈顶和栈底分别是？
mov ax,2000 将值2200存入寄存ax
mov ss,ax 是将寄存器ax'的值存入到阶段地址寄存器ss中
mov sp,10 是移动指针指向该段地址的偏移量为0010的内存空间
ax,ss,sp均为寄存器，ss为段地址寄存器，ss:sp指向栈顶元素（可以理解为指针），mov sp, 10意味着将栈顶指针移到内存地址为20010的内存单元；
初始时栈顶ss:sp为2000:0010，栈底ss:sp为：2000:0010（栈底地址错误：应为2000：000E）
② 基于单步调试观察到的变化，给出你对此的思考及可能原因分析。
发现：栈在使用push指令存入数据之前在执行mov指令后栈中的数据就会发生改变，在执行栈相关操作之前会将寄存器存
储的值存储到栈中指定位置上（如图），随着栈相关操作的进行，数据会存入栈中，先前存放寄存器的值的地址将会被占用，用来存放入栈的值。
四、实验总结
1、mov指令：寄存器使用mov赋值，注意段地址寄存器不可以使用mov 传入立即数来更改段地址，应使先将立即数存
入寄存器中， 再使用mov存入段地址寄存器。（mov 段地址寄存器 ， 寄存器）
段地址寄存器：ss，cs，ds 注意：ip（指令指针寄存器）不能直接传值；同时mov指令的两个操作数不能同时
为内存单元（两个内存单元之间不能直接存值）
add指令：add指令对的操作数不能同时为内存单元.
2、8086PC机内存地址空间分配：00000~9FFFF为主存储器地址空间
A0000~BFFFF现存地址空间
C0000~FFFFF为给类ROM地址空间
3、栈：一个栈段的容量最大为64KB（2^16），在使用栈时，栈的段地址ss的值不会变，改变的时寄存器sp的值sp最
大的移动范围（0~FFFFH）限制栈的容量为64KB
ss：sp理解为栈顶指针，使用push指令和pop指令时寄存器sp的变化：
使用push命令时：寄存器sp向减2，再将值存入内存单元中；使用pop指令时，先取出值，再将寄存器sp加2
使用push指令存入值，使用pop指令取值之后栈内存单元中存的值任然存在，不会因为pop指令的执行而清除。
查看栈对应的段地址内存单元中的数据可以发现：入栈的数据数值高位存放在地址的高位，数值的低位存放在地址的低位（采用的是小端法）
浙公网安备 33010602011771号