匯編課程實驗 8086指令編碼和調試

實驗目的

1. 掌握8086CPU、寄存器、內存（包括棧空間）的基礎知識
2. 掌握匯編源程序組成與結構
3. 理解和掌握寄存器間接尋址方式[bx]
4. 掌握匯編指令mov, add, sub, jmp, push, pop，loop的用法，理解高級語言的表達和抽象機制
5. 熟練掌握使用debug工具編寫和調試x86匯編命令的方法
6. 掌握匯編語言源程序編寫→匯編→鏈接→調試的工具和方法

實驗內容

實驗任務1

略

實驗任務2

PC機主板上的ROM中有一個生產時期，在內存FFF00H ~ FFFFFH的某幾個單元中，請找到這個生產時期，並試圖修改它。

• 在debug中，使用d命令查看生產日期
• 使用e命令修改生產時期所在的內存單元，修改后，再次使用d命令查看

解答

出廠時間存儲在內存單元fff0:f5至fff0:fc字段共8個字節

使用e命令對從fff0:f5開始的連續8個字節進行修改 修改完成后使用d命令進行查看
存儲的值未發生變化，因為只讀存儲器中存儲的值只能被查看無法被修改

實驗任務3

在debug中，使用e命令，向內存單元填寫數據。
-e b800:0 03 04 03 04 03 04 03 04 03 04

從b800:0開始的內存單元開始，依次寫入十六進制數據04 03，重復寫5次。
在debug中，使用f命令，向內存單元批量填寫數據。
-f b800:0f00 0f9f 03 04

把內存單元區間b800:0f00 ~ b800:0f9f連續160個字節，依次重復填充十六進制數據03 04。

對b800:0f00 0f9f區間批量寫入數據 03 04后 屏幕中打印出如下情形

嘗試修改批量導入的數據后 屏幕打印的形狀及顏色發生了變化

實驗任務4

在debug環境中，按順序錄入以下內容，單步跟蹤調試，觀察寄存器和內存空間00200H~00207H，以
及，棧空間00220 ~ 0022fH內容變化情況。記錄實驗結果。回答問題，驗證和你的理論分析結果是否一致。

(1) 單步執行，在執行push指令和pop指令時，觀察並記錄棧頂偏移地址的寄存器sp值的變化情況。

(2) push [6] 指令執行結束后， pop [6] 指令執行結束前，使用d命令 d 20:20 2f 查看此時棧空間的數據。

(3) pop [0] 指令執行結束后，使用d命令 d 20:0 7 查看此時數據空間內的數據是否有變化。

(4) 如果把最后四條指令改成截圖中的順序， pop [6] 指令執行結束后，使用d命令 d 20:0 7 查看此時數據空間內的數據是否有變化。

解答

• 問題1：棧頂邏輯地址 0023:0 物理地址 00230H
• 問題2：

• 問題3：

與之前相比未發生變化

• 問題4：

與之前相比發生了變化

實驗任務5

在debug環境中，實踐以下內容。

先使用f命令，把00220H ~ 0022fH區間的16個字節內存單元值全部修改為0。並使用d命令查看確認。

然后，使用a命令、r命令、t命令寫入匯編指令並單步調試。

觀察並思考：
問題1：使用t命令單步執行 mov ss, ax 時，是單步執行完這一條指令就暫停了嗎？后面的指令 mov sp, 30 是什么時候執行的？

問題2：根據匯編指令，前三條指令執行后，00220H ~ 0022fH被設置為棧空間。並且，初始時，已通過f命令將初始棧空間全部填充為0。觀察單步調試時，棧空間00220H ~ 0022fH內存單元值的變化，特別是圖示中黃色下划線表示出的數據值。根據實驗觀察，嘗試思考和分析原因

解答

• 問題1：不是，mov sp:30緊接在mov ss,ax后進行
• 問題2：畫黃線的數據是cs:sp的數值，是由於t單步調試執行中斷指令將cs和sp寄存器壓棧的操作而導致的結果。

實驗任務6

使用任何一款文本編輯器，編寫8086匯編程序源碼。
task6.asm

assume cs:code
code segment
start:
mov cx, 10
mov dl, '0'
s: mov ah, 2
int 21h
add dl, 1
loop s
mov ah, 4ch
int 21h
code ends
end start

使用masm、link，匯編、鏈接，得到可執行文件task5.exe。運行程序。結合程序運行結果，理解程序功能。

使用debug工具，調試task5.exe。根據第4章所學知識，任何可執行程序在執行時，都有一個引導程序負責將其加載到內存，並將CPU控制權移交給它，也即將CS:IP指向可執行程序中第一條機器指令。在加載可執行程序時，可執行前面512字節是程序段前綴PSP(Program Segment Prefix)，用於記錄程序一些相關信息。

在debug中，使用d命令，查看task5.exe的程序段前綴，觀察這256個字節的內容，驗證前兩個字節是否是CD 20

實驗結果:

終端打印出0123456789

實驗任務7

下面程序的功能是，完成自身代碼的自我復制：把 mov ax, 4c00h 之前的指令復制到內存0:200開始的連續的內存單元。

assume cs:code
code segment
mov ax, _____
mov ds, ax
mov ax, 0020h
mov es, ax
mov bx, 0
mov cx, _____
s: mov al, [bx]
mov es:[bx], al
inc bx
loop s
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end

補全程序，並在debug中調試驗證，確認是否正確實現了復制要求。

補全后的程序：

assume cs:code
code segment
mov ax, cs
mov ds, ax
mov ax, 0020h
mov es, ax
mov bx, 0
sub cx,5
s: mov al, [bx]
mov es:[bx], al
inc bx
loop s
mov ax, 4c00h
int 21h
code ends
end

程序起始指令的地址由CS:IP指定，所以將基址CS的值存入AX中。
循環的次數是需要復制的內容的字節長度，注意到mov ax,4c00h 指令占用3個字節，int 21h指令占用2個字節，共5個字節，所以循環的長度即CX的值減去5字節。

檢驗結果：