实验3 多个段的汇编源程序编写与调试

一、实验目的

1、理解和掌握将数据、代码、栈放入不同逻辑段的程序的编写和调试

2、理解具有多个段的汇编源程序对应的目标程序执行时，内存分配方式

3、掌握大小写字符的转换方法、数字字符和数值之间的转换方法

4、理解并掌握各种寻址方式的灵活应用

5、掌握汇编指令loop，and，or，div，mul的用法

 

二、实验准备

复习教材chapter6-8章

chapter 6包含多个段的程序

chapter 7更灵活的定位内存地址的方法

chapter 8数据处理的两个基本问题

 

三、实验内容及结论

1、实验任务1

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task1.asm。

assume cs:code, ds:data
data segment
    db 'Nuist'
    db 5 dup(2)
data ends

code segment
start:
    mov ax, data
    mov ds, ax

    mov ax, 0b800H
    mov es, ax

    mov cx, 5            ;循环次数为5
    mov si, 0            ;将0送给si
    mov di, 0f00h        ;显存的起始地址
s:  mov al, [si]         ;将数据段中的前5个字节依次送给al
    and al, 0dfh         ;将字母转换成大写
    mov es:[di], al      ;转换后的大写字母存放到显存地址中
    mov al, [5+si]       ;将数据段中的后5个字节依次送给al
    mov es:[di+1], al    ;存放到显存地址中
    inc si               ;数据段偏移地址加1
    add di, 2            ;显存偏移地址加2
    loop s               ;跳转

    mov ah, 4ch
    int 21h
code ends
end start

阅读源程序，从理论上分析源代码的功能，尤其是line15-25，循坏实现的功能是什么，逐行理解每条指令的功能。

使用masm、link对task1.asm进行汇编、连接，得到可执行文件task1.exe，运行结果如下：

使用debug工具对程序进行调试，执行到程序返回前，即line27之前，得到如下结果：

 修改line4里5个字节单元的值，重新汇编、连接、运行，观察运行结果：

db 5 dup(2)
--> 改成:
db 2,3,4,5,6

修改后的代码运行结果如下：

基于观察，分析、猜测源代码中data段line4的字节数据的用途是什么？

对比运行结果可以看出，修改后程序运行结果的后3个字母的颜色发生了改变，所以line4中的字节数据应该是用于控制字符的颜色的。

 

2、实验任务2

已知数据段data中定义字节数据如下：

data segments
    db 23, 50, 66, 71, 35
data ends

编写程序，在屏幕上以十进制整数形式打印输出这5个两位数。源程序如下:

assume cs:code, ds:data
data segment
    db 23, 50, 66, 71, 35
data ends

code segment
start:
    mov ax,data
    mov ds,ax

    mov si,0
    mov cx,5

s:  mov ah,0
    mov al,ds:[si]
    mov bl,10
    div bl
    mov ds:[16+si],al
    mov ds:[17+si],ah

    mov ah,2
    mov dl,ds:[16+si]
    add dl,48
    int 21h

    mov ah,2
    mov dl,ds:[17+si]
    add dl,48
    int 21h

    mov ah,2
    mov dl,32
    int 21h
    
    inc si
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end start

汇编、连接之后的运行结果如下：

 

3、实验任务3

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（1）

源代码：

assume cs:code, ds:data, ss:stack
data segment
  dw 0123h, 0456h, 0789h, 0abch, 0defh, 0fedh, 0cbah, 0987h
data ends

stack segment
  dw 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
stack ends

code segment
start:  mov ax,stack
        mov ss, ax
        mov sp,16
        
        mov ax, data
        mov ds, ax
        
        push ds:[0]
        push ds:[2]
        pop ds:[2]
        pop ds:[0]
        
        mov ax,4c00h
        int 21h

code ends
end start

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

data段的数据为：23 01 56 04 89 07 BC 0A EF 0D ED 0F BA  0C 87 09

②CPU执行程序，程序返回前，cs= 076C ，ss= 076B ，ds=076A 。

③设程序加载后，code段的段地址为X，则data段的段地址为 X-2  ，stack段的段地址为 X-1 。

把上面的程序进行汇编、连接，并用debug工具进行调试：

将源程序进行反汇编，并使用g命令将程序执行到程序返回前，此时可以看到CS=076C，SS=076B，DS=076A。再用d命令查看data段中的数据，发现data段中的数据没有发生变化。

 

4、实验任务4

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（2）

源程序：

assume cs:code, ds:data, ss:stack
data segment
  dw 0123h, 0456h
data ends

stack segment
  dw 0, 0
stack ends

code segment
start:  mov ax,stack
        mov ss, ax
        mov sp,16
        
        mov ax, data
        mov ds, ax
        
        push ds:[0]
        push ds:[2]
        pop ds:[2]
        pop ds:[0]
        
        mov ax,4c00h
        int 21h

code ends
end start

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

data段的数据为：23 01 56 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00

②CPU执行程序，程序返回前，cs= 076C ，ss= 076B ，ds= 076A 。

③设程序加载后，code段的段地址为X，则data段的段地址为 X-2  ，stack段的段地址为 X-1 。

④对于如下定义的段：

name segment
…
name ends

如果段中的数据占N个字节，则程序加载后，该段实际占有的空间为 ⌈N/16⌉*16 。

一个段占有的实际空间总是16字节的整数倍，所以公式为段中数据的字节数除以16的向上取整，再乘以16。

将源程序汇编、连接以后，用debug工具进行调试。反汇编以后，用g命令执行到程序返回前，此时可以看到cs、ss和ds的值；再用d命令查看data段的数据，发现前4个字节的数据为data段中给出的数值，后面12个字节都为0，所以data段的实际占用空间还是16个字节。

 

 

5、实验任务5

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（3）

源程序：

assume cs:code, ds:data, ss:stack

code segment
start:  mov ax,stack
        mov ss, ax
        mov sp,16
        
        mov ax, data
        mov ds, ax
        
        push ds:[0]
        push ds:[2]
        pop ds:[2]
        pop ds:[0]
        
        mov ax,4c00h
        int 21h

code ends
data segment
  dw 0123h, 0456h
data ends

stack segment
  dw 0,0
stack ends
end start

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

data段的数据为：23 01 56 04 00 00 00 00 00 00 00 00 00  00 00 00

②CPU执行程序，程序返回前，cs= 076A ，ss= 076E ，ds= 076D 。

③设程序加载后，code段的段地址为X，则data段的段地址为 X+3，stack段的段地址为 X+4 。

将源程序汇编、连接以后，用debug工具进行调试。反汇编以后，用g命令执行到程序返回前，此时可以看到cs、ss和ds的值；再用d命令查看data段的数据：

 

6、实验任务6

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（4）

如果将(1)、(2)、(3)题中的最后一条伪指令“end start”改为“end”（也就是说，不指明程序的入口），则哪个程序仍然可以正确执行？请说明原因。

分别将task3.asm、task4.asm及task5.asm中的最后一条伪指令“end start”改为“end”，重新汇编、连接，并用debug工具进行反汇编：

 从上面的结果可以看出，3个程序在汇编、连接时都没有报错，但前两个程序反汇编之后，得到的是一些杂乱的指令，只有第3个程序的反汇编结果与原来相同，且能够正确运行。

源程序最后一条伪指令“end start”实际上是指明了程序的入口，可执行文件被加载到内存中后，CPU的CS:IP被设置指向这个入口，从而开始执行程序中的第一条指令。又因为标号“start”在“code”段中，所以CPU就会将code段中的内容当做指令来执行。

将源程序最后一条伪指令“end start”改为“end"之后，当可执行文件被加载到内存中时，就会自动将程序的首地址当做程序的入口。所以对于task3.asm和task4.asm来说，CS:IP指向了数据的首地址，数据段被反汇编以后，得到是杂乱的指令，无法正确执行。而task5.asm之所以能正确执行，只因为源程序将代码段放在了程序的开始，将数据段和栈段放在了后面，所以CS:IP仍是指向代码段的地址。

 

7、实验任务7

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（5）

编写code段中的代码，将a段和b段中的数据依次相加将结果存到c段中。

源程序：

assume cs:code
a segment
  db 1,2,3,4,5,6,7,8
a ends

b segment
  db 1,2,3,4,5,6,7,8
b ends

c segment   
  db 8 dup(0)
c ends

code segment
start:
    mov ax,a
    mov ds,ax

    sub bx,bx
    mov cx,8

s:  mov ax,ds:[bx]
    add ax,ds:[bx+16]
    mov ds:[bx+32],ax
    inc bx
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end start

将以上源程序进行汇编、连接，并用debug工具进行调试。将程序反汇编之后，用g命令执行到程序返回之前：

然后用d命令查看数据段a、b、c中的内容，发现逻辑段c中的数据正好是逻辑段a和逻辑段b中对应数据的和，说明该程序编写正确。

 

8、实验任务8

教材[实验5 编写、调试具有多个段的程序]（6）

编写code段中的代码，用push指令将a段中的前8个字型数据，逆序存储到b段中。

源程序：

assume cs:code
a segment
  dw 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0ah,0bh,0ch,0dh,0eh,0fh,0ffh
a ends

b segment
  dw 8 dup(0)
b ends

code segment
start: 
    mov ax,a
    mov ds,ax

    mov ax,b
    mov ss,ax
    mov sp,16

    sub bx,bx
    mov cx,8

s:  push ds:[bx]
    add bx,2
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end start

将上面的源程序汇编、连接，并用debug工具调试，用u命令将源程序反汇编：

用g命令执行到程序返回之前，此时用d命令查看逻辑段b中的数据，发现逻辑段b中存放得是8到1，说明程序编写正确：