汇编语言实验一

汇编语言程序设计实验一

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

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 3. 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。

实验内容

教材实验1

（1）.把如下的程序段写入内存，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。

机器码	汇编指令
b8 20 4e	mov ax,4E20H
05 16 14	add ax,1416H
bb 00 20	mov bx,200H
01 d8	add ax,bx

使用a命令将指令写入内存；

使用t执行命令，注意观察CS:IP的指向变化：

使用e命令以机器码的形式将指令写入内存中:

使用t执行命令，注意观察CS:IP的指向变化：

使用u进行反汇编，与输入的机器码进行对比：

(2).使用一下 3 条指令写入从 2000:0 开始的内存单元中，利用这 3 条指令计算 2 的 8 次方

mov ax,1

add ax,ax

jmp 2000:0003

使用a指令将汇编指令写入内存，调整cs和ip寄存器的内容：

t指令单步调试得到结果:ax=0100,即为$2^8$

分析:

指令的第一步是将ax赋初值为1，第二步是ax+=ax,即ax变为原先的二倍，最后执行第三步的跳转指令再次将ax变为原先的2倍，所以执行一轮就相当于乘以2，所以单步调试16次就得到结果AX=0100;

(3).PC机主板上的ROM中写着一个生产日期，在内存 FFF00H~FFFFFH 的某几个单元中，找到这个生产日期并试图改变它；

首先使用d命令进行查看：

从下图可以看出日期存在于FFFF5H-FFFFFH之间：

对该区域使用-e命令进行更改发现无效

原因：ROM是只读存储器，不可能修改内存中的值；

（4）.向内存从B8100H开始的单元中填写数据，如:

-e B8100:0000 01 01 02 02 03 03 04 04

通过写入不同的数据，返现屏幕中会出现不同数量的表情符号；

这是因为8000H-9FFFH是显存地址空间，在其中写入不同的数据也会相应的显示出不同的图案结果；

教材实验二

(1).使用Debug，将下面的程序段写入内存，逐条执行，根据指令执行后的实际运行情况填空。

mov ax,0022

mov ds,ax

mov ax,2200

mov ss,ax

mov sp,0100

mov ax, [0]

add ax, [2]

mov bx, [4]

add bx, [6]

push ax

push bx

pop ax

pop bx

push [4]

push [6]

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

使用e命令修改数据：

将程序段写入内存：

逐条执行，分析结果：

实验结果与预期结果相同，下面是具体的结果和分析：

汇编指令	结果数据	分析
mov ax,0022	0022	ax赋值为0022
mov ds,ax	0022	内存单元段地址设置为ax
mov ax,2200	2200	ax赋值为2200
mov ss,ax	2200	栈顶指针赋值为2200
mov sp,0100	0100	栈顶的偏移地址为0100
mov ax，[0]	ax=5150	2200:0处的两个字节
add ax,[2]	ax=5352+5150=A4A2	ax+5352
mov bx,[4]	bx=5554	2200:4处的两个字节
add bx,[6]	bx=5554+5756=ACAA	bx+5756
push ax	sp=0100-2=00FE 存入A4A2	栈顶上移2字节
push bx	sp=00FE-2=00FC 存入ACAA	栈顶上移2字节
pop ax	sp=00FE;ax=ACAA	栈顶下移2字节
pop bx	sp=0100;bx=A4A2	栈顶下移2字节
push[6]	sp=00FC;存入5756	栈顶上移2字节

（2）.观察3.19中的实验过程，然后分析:为什么2000:0-2000:f中的内容会发生改变；

输入指令单步调试

通过实验发现mov ss,ax和mov sp,10一同被执行，

(学完中断之后补的)此外我们可以看到当使用t命令执行到mov ss,ax的时候栈中就存在了本不应该存在的数据:01A3,073F,0108,2000，其中01A3不知道是什么但是后面三个分别是cs,ip,ss,因为t是单步中断指令，因此我们推测，就像是多个循环使用栈来保存和恢复cx一样，这里cpu会自动保护现场，将cs，ip，ss存入栈中，以便恢复现场。

实验总结

• 本次实验是我熟悉了debug的各项命令以及应用场景，可以初步使用debug工具来对问题进行分析与实验；
• 通过本次实验将计算机组成原理的相关知识迁移过来，例如：ROM是只读存储器，不能进行修改；更好的理解了大端、小端存储的相关概念，以及基地址、偏移量的具体使用；
• 对于栈这一数据结构在汇编使用的场景与形式有了更为直观的理解，了解到了书写程序时爆栈等异常的出现原因