汇编语言：DOSBox 与 Debug 的使用
搭建 DOSBox & MASM 环境
在使用 Debug 之前，需要先搭建一个能运行 8086 程序的环境。由于现代操作系统无法直接运行 16 位 DOS 程序，我们使用 DOSBox 来模拟当时的运行环境。DOSBox 是一个开源的 DOS 模拟器，首先前往 DOSBox 官网下载最新的安装包。
按照提示完成安装后，直接启动 DOSBox。初次运行时，默认的窗口分辨率较低，且无法直接使用 MASM 工具链。
下载后将 MASM 工具包解压，放入 DOSBox 的安装目录或与 DOSBox 关联的文件夹中。工具包包含了：汇编器 MASM.EXE、连接器 LINK.EXE、调试器 DEBUG.EXE（以及增强版 DEBUG32.EXE）和文本编辑器 EDIT.COM，用以完成源代码编写、编译、连接、调试。
为了获得更好的视觉体验，修改 DOSBox 的配置文件 dosbox-0.74-3.conf。找到 [sdl] 节点，将 windowresolution 设置为 1280x1024 或更高，并将 output 设置为 opengl，以改善窗口的清晰度。
因为 DOSBox 是一个虚拟环境，无法直接访问宿主机的文件系统。需要通过 mount 命令将物理文件夹映射为虚拟机内的逻辑盘符，才能让 Debug、MASM 等工具在虚拟环境中被识别和调用。为了避免每次启动都要手动输入挂载命令，在配置文件的 [autoexec] 节点下添加自动执行脚本。
[autoexec]
# Lines in this section will be run at startup.
# You can put your MOUNT lines here.
mount c: C:\DOSBox-0.74-3\MASM
C:
这段配置的作用是将本地物理路径 C:\DOSBox-0.74-3\MASM 挂载为 DOSBox 虚拟环境中的 C: 盘，并在启动时自动切换至 C 盘根目录。
保存配置文件并重启 DOSBox，如果配置正确，启动后命令行提示符应直接显示为 C:\>。
Debug 工具使用
R 命令
输入 debug 后，DOSBox 能成功进入 Debug 交互界面。R 命令可用于查看或改变 CPU 寄存器的内容，直接输入 r，Debug 会列出所有寄存器的当前值，并在最后一行显示 CS:IP 指向的下一条待执行指令。R 命令可以修改通用寄存器，输入 r ax，在冒号后输入新值（如 1111），即可将 AX 改为 1111H。
该命令也可以修改指令指针，输入 r ip 或修改 cs，可以改变程序执行的流向。例如，将 IP 改为 200H，CPU 下次就会从 CS:0200 处读取指令。
D 命令
D 命令用于查看内存中的原始数据，用法为 d 段地址:起始偏移地址，例如 d 1000:0。Debug 默认显示 128 字节，布局分为三部分。左边是行首地址；中间是十六进制数据，每 16 字节一行中间用 - 分隔，右边是对应的 ASCII 字符，不可显示字符用 . 代替。
执行一次 d 后，接着输入 d，会继续显示后续内存。
使用 d 段地址:起始偏移地址 结尾偏移地址，例如 d 1000:0 9 可只查看 1000:0 到 1000:9 这 10 个字节。
物理地址 10000H 可以表示为 1000:0、0FFF:10 或 0100:F000。
E 命令
E 命令的作用是直接向内存写入数据，例如机器码、数值或字符。批量写入的方式是 e 起始地址 数据1 数据2 ...。例如 e 1000:0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9，将 0~9 写入内存。
输入 e 1000:10，Debug 会显示原值并等待输入。输入新值按空格跳到下一单元，直接按空格跳过，按回车结束。
也可以直接写入 ASCII 字符，如 e 1000:0 'a' 'b' 'c'，Debug 会自动将其转换为十六进制码（61H, 62H, 63H）存入内存。
U 命令
U 命令用于将内存中的机器码翻译成汇编指令，用法是 u 段地址:起始偏移地址，执行后 Debug 会列出地址、机器码和对应的汇编指令。例如，我们在 1000:0 处用 E 命令写入了 B8 01 00，使用 u 1000:0 就会看到 MOV AX, 0001。
如果内存中的数据不是有效的指令，反汇编出来的结果会是乱码，如 ADD [BX+SI], AL。
T 命令
T 命令的作用是执行 CS:IP 指向的一条指令，并显示执行后所有寄存器的状态。首先使用 E 或 A 命令向内存写入指令，如 1000:0；然后使用 R 命令修改 CS:IP，使其指向写入指令的地址，如 CS=1000, IP=0000。
输入 t 执行，执行后 AX 等寄存器的值会改变且 IP 会增加。增加的量等于刚刚执行的指令的字节长度，从而指向下一条指令。
A 命令
A 命令以汇编指令的形式直接向内存中写入机器码，相比 E 命令更符合人类的思维习惯。用法是 a 段地址:偏移地址，随后逐行输入汇编指令（如 mov ax, 1），输入完一条按回车，直接按回车结束输入。输入完毕后，可以用 d 命令查看写入的机器码，或用 u 命令验证反汇编结果。
实验 1
逐条执行指令
使用 A 命令将程序写入内存，键入 a 1000:0 后逐行输入汇编指令。
写入完成后使用 U 命令查看。
然后使用 r cs 和 r ip 将 CS:IP 指向 1000:0。
反复使用 t 命令单步执行，观察寄存器的变化。执行第一条指令 mov ax, AE20H 后，AX 寄存器的值变为 AE20H，同时 IP 增加 3 字节指向下一条指令。
执行 add ax,1416H，AX 中的值更新为 C236H，计算过程为 AE20H + 1416H，此次运算未产生进位，CF 标志位为 0。
随后通过 mov bx,2000H 将 BX 赋值为 2000H。
执行 add ax,bx，AX 变为 E236H。
当执行 mov bx,ax 时，BX 被 AX 的值覆盖，同样变为 E236H。
此时执行 add ax,bx，由于 AX 是 16 位寄存器只能存放 4 位十六进制数，最高位的 1 被丢弃，最终 AX 中仅保留 C46CH。
执行 mov ax,001AH 和 mov bx,0026H 后，AX 和 BX 分别被赋值。
执行 add al,bl 时，仅低 8 位参与运算，AL 变为 40H，而 AH 保持不变。
执行 add ah,bl 后 AH 变为 26H，此时 AX 整体为 2640H。
执行 add bh,al 时，仅 BX 的高 8 位 BH 被 AL 的值修改，BX 变为 4026H。
接着 mov ah,0 将 AH 清零，AX 变为 0040H。
add al,bl 使 AL 变为 66H。
最后执行 add al,9CH，这里发生了 8 位溢出。数学结果为 102H，但 AL 只能保留低 8 位，最终 AL 的值为 02H。
计算 2 的 8 次方
使用 A 命令写入以下三条指令到 2000:0：
mov ax,1
add ax,ax
jmp 2000:0003
设置 CS=2000，IP=0000，然后使用 t 命令循环执行。
第一次执行 add ax,ax 后，AX=2。
每执行一次 AX 的值翻倍，当执行到第 8 次时，AX=0100H（即十进制 256）。这是因为 jmp 2000:0003 跳回 add ax,ax 指令，形成了一个循环，2^8 = 256。
查看 ROM 的日期
使用 d ffff:0 f 或 d f000:ff00 查看内存，在 FFFF0H 附近可以找到 01/01/92 的日期字符串。
尝试用 e 命令修改该内存区域时，例如 e ffff:5 '00'。再次用 d 命令查看，内容没有任何变化。
这是因为 C0000H~FFFFH 这段地址空间映射的是 ROM 只读存储器，即使 CPU 发出了写命令，数据总线上的数据也不会被写入 ROM 芯片。
向 B8100H 单元填写数据
执行命令 -e B810:0000 01 01 02 02 03 03 04 04，屏幕上立刻出现了彩色的图案或字符。
当修改地址，图案出现的位置发生了改变。当修改写入的数据时，图案的颜色和形状也随之改变。
A0000H~BFFFFH 是显存地址空间，B810:0000 对应的物理地址是 B8100H，位于显存范围内。向这段地址写入数据，实际上就是向显卡的显存中写入数据，显卡会实时将显存中的比特信息输出到显示器上。
参考资料
《汇编语言(第四版)》，王爽 编著，清华大学出版社
DOSBox, an x86 emulator with DOS
浙公网安备 33010602011771号