实验4 汇编应用编程和c语言程序反汇编分析

一、实验目的

1. 理解80×25彩色字符模式显示原理

2. 理解转移指令jmp, loop, jcxz的跳转原理，掌握使用其实现分支和循环的用法

3. 理解转移指令call, ret, retf的跳转原理，掌握组合使用call和ret/retf编写汇编子程序的方法，掌握

参数传递方式

4. 理解标志寄存器的作用

5. 理解条件转移指令je, jz, ja, jb, jg, jl等的跳转原理，掌握组合使用汇编指令cmp和条件转移指令实

现分支和循环的用法

6. 了解在visual studio/Xcode等环境或利用gcc命令行参数反汇编c语言程序的方法，理解编译器生成

的反汇编代码

7. 综合应用寻址方式和汇编指令完成应用编程

二、实验准备

实验前，请复习/学习教材以下内容：

第9章 转移指令的原理

第10章 call和ret指令

第11章 标志寄存器

三、实验内容

1. 实验任务1

教材「实验9 根据材料编程」(P187-189)

编程：在屏幕中间分别显示绿色、绿底红色、白底蓝色的字符串'welcome to masm!'。

assume cs:code,ds:data
data segment
db 'welcome to masm!'
db 02h,24h,71h ；三种颜色对应的16进制代码
data ends
code segment 
start:mov ax,data
      mov ds,ax 

      mov ax,0b800h
      mov es,ax ；设置显存段地址

      mov di,1824 ；附加段数据的偏移地址
      mov bx,16 ；获取颜色的偏移地址
      mov cx,3 ；设置循环次数为3

   s0:mov dx,cx ；将外层循环的cx值保存在dx中
      mov si,0 ；设置段数据的偏移地址
      mov cx,16 ；设置内层循环次数为16

    s:mov al,[si] ；获取字符数据
      mov ah,[bx] ；获取颜色数据
      mov es:[di],ax ；将彩色字符数据写入显存
      add di,2 ；附加段偏移地址增加2，便于下一个彩色字符的写入
      inc si ；取下一个字符数据
      loop s

      add di,128 ；写入下一行（一行160个字节，一个字符需要两个字节，减去32）
      inc bx ；取另一种颜色属性
      mov cx,dx ；用dx存放的外层循环的计数值恢复cx
      loop s0 ；外层循环的loop指令将cx中的计数值减1

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

程序正确编写后，预期输出结果如下：

2. 实验任务2

编写子程序printStr，实现以指定颜色在屏幕上输出字符串。调用它，完成字符串输出。

子程序printSar

功能：以指定颜色在屏幕上（从屏幕左上角开始）输出字符串

要求：字符串以0结尾

入口参数

字符串的起始地址—> ds: si （其中，字符串所在段的段地址—> ds, 字符串起始地址

的偏移地址—> si

字符串颜色—> al

出口参数：无

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task2.asm。

assume cs:code, ds:data
data segment
    str db 'try', 0
data ends

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

    mov si, offset str
    mov al, 2
    call printStr

    mov ah, 4ch
    int 21h

printStr:
    push bx
    push cx
    push si
    push di

    mov bx, 0b800H
    mov es, bx
    mov di, 0
s:      mov cl, [si]
    mov ch, 0
    jcxz over
    mov ch, al
    mov es:[di], cx
    inc si
    add di, 2
    jmp s

over:   pop di
    pop si
    pop cx
    pop bx
    ret

code ends
end start

　　汇编、链接、运行程序，观察运行结果：

汇编、运行程序，观察运行结果。

对源程序做如下修改：

把line3改为:

把line12改为：

再次汇编、运行程序，观察运行结果。

基于运行结果，理解源代码，以及，组合使用转移指令call和ret实现子程序的原理与方法。具体地，在line18-40中：

1）line19-22, line36-39，这组对称使用的push、pop，这样用的目的是什么？

答：保护和恢复各寄存器的值，可以更好的利用寄存器空间。

2）line30的功能是什么？

答：line30行的代码内容为“mov es:[di], cx”。cx的低位存储字符的ASCII值，而高位存储字符颜色的属性值，所以line30的功能是将彩色字符写入地址为b800：0的显存中。

3. 实验任务3

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task3.asm。

子程序num2str：

功能：把0~2559之间的任意整数转换成数字字符串，例如，把1984转换成'1984'

入口参数

要转换的整数 —> ax

数字字符串的起始地址 —> ds:di （其中：数字字符串所在段的段地址—> ds，字符串

起始地址的偏移地址—>di）

出口参数：无

assume cs:code, ds:data
data segment
        x dw 1984
        str db 16 dup(0)
data ends

code segment
start:
        mov ax, data
        mov ds, ax
        mov ax, x
        mov di, offset str
        call num2str

        mov ah, 4ch
        int 21h

num2str:
        push ax
        push bx
        push cx
        push dx

        mov cx, 0
        mov bl, 10
s1:
        div bl
        inc cx
        mov dl, ah
        push dx
        mov ah, 0
        cmp al, 0
        jne s1
s2:
        pop dx
        or dl, 30h
        mov [di], dl
        inc di
        loop s2

        pop dx
        pop cx
        pop bx
        pop ax

        ret
code ends
end start

　　反汇编截图

d命令观察数据

子任务2

对task3.asm源代码进行修改、完善，把task2.asm中用于输出以0结尾的字符串的子程序加进来，

实现对转换后的字符串进行输出。

源代码：

assume cs:code, ds:data
data segment
        x dw 1984
        str db 16 dup(0)
data ends

code segment
start:
        mov ax, data
        mov ds, ax
        mov ax, x
        mov di, offset str
        call num2str

        mov si, offset str
        mov al, 2
        call printStr

        mov ah, 4ch
        int 21h

num2str:
        push ax
        push bx
        push cx
        push dx

        mov cx, 0
        mov bl, 10
s1:
        div bl
        inc cx
        mov dl, ah
        push dx
        mov ah, 0
        cmp al, 0
        jne s1
s2:
        pop dx
        or dl, 30h
        mov [di], dl
        inc di
        loop s2

        pop dx
        pop cx
        pop bx
        pop ax

        ret

printStr:
    push bx
    push cx
    push si
    push di

    mov bx, 0b800H
    mov es, bx
    mov di, 0
s:      mov cl, [si]
    mov ch, 0
    jcxz over
    mov ch, al
    mov es:[di], cx
    inc si
    add di, 2
    jmp s

over:   pop di
    pop si
    pop cx
    pop bx
    ret

code ends
end start

　　

把task3.asm源代码中，line3中整数改成0~2559之间的任意数值，运行测试，观察结果。

 把line3中整数改为1314：

4. 实验任务4

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task4.asm。 

assume cs:code, ds:data
data segment
        str db 80 dup(?)
data ends

code segment
start:
        mov ax, data
        mov ds, ax
        mov si, 0

s1:
        mov ah, 1
        int 21h
        mov [si], al
        cmp al, '#'
        je next
        inc si
        jmp s1
next:
        mov cx, si
        mov si, 0
s2:     mov ah, 2
        mov dl, [si]
        int 21h
        inc si
        loop s2

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

　　将上述的task4.asm汇编、链接得到程序task4.exe。运行此程序然后输入一个字符串并以#结束，程序运行结果如下所示：

结合运行结果，理解程序功能，了解软中断指令。具体地：

1）line12-19实现的功能是？

答：通过中断转移指令和条件跳转指令，从键盘中读取字符存入指定内存单元，直到遇到'#'结束。

2）line21-27实现的功能是？

答：将存放在data数据段中的字符打印到显示屏上，打印的字符个数就是读入的字符个数

5. 实验任务5

在visual studio集成环境中，编写一个简单的包含有函数调用的c程序。代码如下：

#include <stdio.h>
int sum(int, int);

int main() {
    int a = 2, b = 7, c;

    c = sum(a, b);

    return 0;
}

int sum(int x, int y) {
    return (x + y);
}

　　在line7, line13分别设置断点，在调试模式下，查看反汇编代码。line6的反汇编代码如下图所示：

反汇编

汇编中的参数传递，是将内存单元中的参数数据存放到寄存器并压入栈中，本例中分别将参数a和b的值传到寄存器eax和ecx中并压栈。

函数调用结束后，返回值仍存放在寄存器eax中。多个参数的入栈顺序是从右向左进行入栈的。