实验1 8086汇编指令编码和调试

一、实验目的

1. 掌握8086CPU、寄存器、内存（包括栈空间）的基础知识

2. 掌握汇编源程序组成与结构

3. 理解和掌握寄存器间接寻址方式[bx]

4. 掌握汇编指令mov, add, sub, jmp, push, pop，loop的用法，理解高级语言的表达和抽象机制

5. 熟练掌握使用debug工具编写和调试x86汇编命令的方法

6. 掌握汇编语言源程序编写→汇编→链接→调试的工具和方法。

二、实验准备

1. 复习教材1-5章

2. 准备好软件实验环境软件，及其安装说明文档，请从课程q群->实验文件夹下载。

3. 熟悉工具用法

　　debug工具用法。

　　masm、link及运行可执行程序的方法，参照教材第4章。

三、实验内容

1. 实验任务1

　　自行练习，掌握工具用法。此部分无需写实验结论。

　　如练习中遇到、发现问题，使用搜索引擎，以及，和同学讨论后，都暂时未能得到解决或释疑，可以写入这一部分。共大家一起讨论。

2. 试验任务2

　　给出使用d命令查看生产时期的截图

　　给出使用e命令修改生产日期所在内存单元的截图，以及，修改后，再次使用d命令查看的截图

　　结论：生产日期无法修改，原因是：主板中的内容是不能改变的。实模式可以修改，虚拟8086模式不能修改，因为用的是DosBox，读取的是虚拟主板的信息。不是真正的生产日期，所以不能修改。

3. 实验任务3

在debug中，使用e命令，向内存单元填写数据。

-e b800:0 03 04 03 04 03 04 03 04 03 04

从b800:0开始的内存单元开始，依次写入十六进制数据04 03，重复写5次。

在debug中，使用f命令，向内存单元批量填写数据。

-f b800:0f00 0f9f 03 04

把内存单元区间b800:0f00 ~ b800:0f9f连续160个字节，依次重复填充十六进制数据03 04。

4. 实验任务4

已知内存单元00201H ~ 00207H分别存放数据（如下图所示），00220H ~ 0022fH用作栈空间。

在debug环境中，按顺序录入以下内容，单步跟踪调试，观察寄存器和内存空间00200H~00207H，以及，栈空间00220 ~ 0022fH内容变化情况。记录实验结果。回答问题，验证和你的理论分析结果是否一致。

(1) 单步执行，在执行push指令和pop指令时，观察并记录栈顶偏移地址的寄存器sp值的变化情况。

在进行push操作后，sp值会减2，表示指针向下指两个字节，因为push [0]会向栈中推入一个字即两个字节。

(2) push [6] 指令执行结束后， pop [6] 指令执行结束前，使用d命令 d 20:20 2f 查看此时栈空间的数据。

(3) pop [0] 指令执行结束后，使用d命令 d 20:0 7 查看此时数据空间内的数据是否有变化。

(4) 如果把最后四条指令改成截图中的顺序， pop [6] 指令执行结束后，使用d命令 d 20:0 7 查看此时数据空间内的数据是否有变化。

5. 实验任务5

回答问题1和问题2。

问题1：使用t命令单步执行 mov ss, ax 时，是单步执行完这一条指令就暂停了吗？后面的指令 mov sp, 30 是什么时候执行的？

解：使用t命令单步执行mov ss，ax时，不是仅仅单步执行这一条指令，会将下一条指令mov sp 30也执行。

问题2：根据汇编指令，前三条指令执行后，00220H ~ 0022fH被设置为栈空间。并且，初始时，已通过f命令将初始栈空间全部填充为0。观察单步调试时，栈空间00220H ~ 0022fH内存单元值的变化，特别是图示中黄色下划线表示出的数据值。根据实验观察，尝试思考和分析原因。

6. 实验任务6

使用任何一款文本编辑器，编写8086汇编程序源码。

task6.asm

使用masm、link，汇编、链接，得到可执行文件task5.exe。运行程序。结合程序运行结果，理解程序功能。

使用debug工具，调试task5.exe。根据第4章所学知识，任何可执行程序在执行时，都有一个引导程序负责将其加载到内存，并将CPU控制权移交给它，也即将CS:IP指向可执行程序中第一条机器指令。在加载可执行程序时，可执行前面512字节是程序段前缀PSP(Program Segment Prefix)，用于记录程序一些相关信息。