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、实验准备

 

1. 复习教材第1~2章内容，完成教材内相关检测点
2. 复习教材第3章「栈」的知识：栈的特性、寄存器 SS 和 SP、指令 push 和 pop ，完成教材

3.6~3.9 节内的问题 3.6~3.12，检测点 3.1~3.2

1. 结合教材实验1（P35）和课程QQ群文件中的文档，学习debug工具用法。在课程QQ群文件->工具软件及相关文档说明文件夹，有如下文档：

关于汇编实验软件的简要说明.pdf debug工具简介及用法.pdf

 

三、实验内容

 

1.  教材实验1（P35）

练习教材P35-45「预备知识:Debug的使用」，学习debug启动、退出及常用指令用法； 在练习基础上，完成「2. 实验任务」

提示&说明*:

 

这里共有4个小的实验任务。每一项任务在教材前序内容或者练习中都有提示线索。所以，建议你 先认真完成「二、实验准备」中要求的内容及debug工具练习，再着手做「2.   实验任务」，会更高效。比如：

 

实验任务(1)：可参照教材P41-43的(7) E命令和U命令完成； 实验任务(2)：与教材P20的检测点(2)相似且相关；

 

2.  教材实验2（P71）

 

练习「1.预备知识:Debug 的使用」在练习基础上，完成「2. 实验任务」

 

为了便于验证实验结果，对「2. 实验任务」的(1)做如下两点调整：

 

① 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

 

② 将 P74 实验任务(1)中第1行的 mov ax, ffff → 改为 mov ax, 0022

 

实验前，请先从理论上分析指令执行后各个填空处的值，并记录下来。

 

实验时，通过在debug中调试，观察实验结果与理论分析是否一致；如果存在不一致的情形，尝试 发现问题所在，并分析原因。

 

 

实验一

 

实验任务(1)

使用Debug，将下面的程序段写入内存，逐条执行，观察每条指令执行后CPU中相关寄存器中内容的变化。

因为机器码数据较多，所以只用前4行实验。

先使用了a命令写入

 

 

 

 

再修改cs和ip并且依次执行t命令

 

 

 

 

实验任务(2)

将下面3条指令写入从2000:0开始的内从单元中，利用这3条指令计算2的8次方。

1 mov ax,12 add ax,ax3 jmp 2000:0003

 

 

 

然后通过调试，通过加法实现了乘法，进而成为次方运算

 

 

实验任务(3)

查看内存中存放的内容：PC机主板上的ROM中写有一个生产日期，在内存FFF00H~FFFFFH的某几个单元中，请找到这个生产日期并试图改变它

 

 

通过D指令查看到是1992-01-01年的生产日期，通过E指令试图改变它但是没有成功，因为ROM是只读存储器，不能够修改。

实验任务(4)

向内存从B8100H开始的单元中填写数据，如：

-e B810:0000 01 01 02 02 03 03 04 04

 

 

 

 

输入的值改变了，得到的图案也变化了。

再改变输入的地址：

 

可以看到图案的位置也变了。

 

实验二

 

 实验任务(1)

 

　　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，使用 a 命令输入的 p74 指令：

 

 

 每一行指令单步调试：

 

 

 

 

 

 

 

　　结果如下：　

 

　　　ax=5150;

 

　　　ax=A4A2;

 

　　　bx=5554;

 

　　　5x=ACAA;

 

　　　sp=00FE;　　2200:00FE;　　A4A2;

 

　　　sp=00FC;　　2200:00FC;　　ACAA;

 

　　　sp=00FE;　　ax=ACAA;

 

　　　sp=0010;　　bx=A4A2;

 

　　　sp=00FE;　　2200:00FE;　　5554;

 

　　　sp=00FC;　　2200:00FC;　　5756;

 

　总结：实际情况与预估一致。

 

 实验任务(2)

　　使用A命令输入7行指令，然后使用E指令修改2000：0~2000:f的值，然后进行查看：

 

 

单步调试每一行汇编指令，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：

 

 

 

 

 

 

 

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？

前三行指令是给栈顶的段地址ss和偏移地址sp赋初值，即指定栈顶的位置，因为不能直接把常数直接赋值给段段寄存器所以使用通用寄存器ax作为中转。

初始时，栈顶都是2000:0010。
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。

在执行了后几条指令后发现出现了数据33、66，这就是指令mov ax 3366对应的值，应该是在数据传输时，借助了其空间作为临时用。可能是dos下系统只有一个栈，不仅存cs：ip，还暂存数据。