一、實驗目的 1. 理解並掌握彙編源程式組成與結構 2. 掌握組合語言源程式編寫→彙編→連結→除錯的工具和方法 3. 理解彙編源程式中地址表示、段暫存器的用法 4. 理解和掌握暫存器間接定址方式[bx] 5. 通過彙編指令loop的使用理解程式語言中迴圈的本質 二、實驗準備 1. 學習/複習第5章使用[bx]和loop實現迴圈的程式設計應用示例（教材5.5節,5.8節） 2. 複習第3章「棧」的知識 3. 結合第4章課件，複習完整彙編源程式編寫→彙編→連線→執行→除錯的方法 4. 複習8086彙編中記憶體單元地址的表示，以及段暫存器DS, SS, ES, CS的用途三、實驗內容 三、實驗內容 1. 實驗任務1 使用任意一款文字編輯器，編寫8086彙編源程式ex1.asm。原始碼如下:

;ex1.asm 
assume cs:code 
code segment 
     mov ax, 0b810h 
     mov ds, ax 
     mov byte ptr ds:[0], 1 
     mov byte ptr ds:[1], 1 
     mov byte ptr ds:[2], 2 
     mov byte ptr ds:[3], 2 
     mov byte ptr ds:[4], 3 
     mov byte ptr ds:[5], 3 
     mov byte ptr ds:[6], 4  
     mov byte ptr ds:[7], 4 
     mov ah, 4ch 
     int 21h 
code ends 
end
 

要求:

• 使用8086彙編程式編寫、彙編、連結、執行、除錯方法，對ex1.asm進行彙編、連結、執行，使用debug工具除錯可執行檔案。

使用masm、link對ex1.asm進行彙編、連結，得到可執行檔案ex1.exe，執行並觀察結果。

• 使用debug工具對程式進行除錯
  • 使用debug載入可執行檔案ex1.exe後，使用d命令檢視程式段字首PSP所佔的256個位元組。
  • 結合可執行檔案中暫存器CX的值，使用u命令對ex1.exe進行精確反彙編。
  • 使用g命令執行到程式退出執行之前(即原始碼檔案中line16之前)，觀察結果。

2. 實驗任務2 使用任意一款文字編輯器，編寫8086彙編源程式ex2.asm。原始碼如下： ; ex2.asm
assume cs:code
code segment
mov ax, 0b810h
mov ds, ax
mov bx, 0
mov ax, 101H
mov cx, 4
s: mov [bx], ax
add bx, 2
add ax, 101H
loop s
mov ah, 4ch
int 21h
code ends
end

要求:使用8086彙編程式編寫、彙編、連結、執行、除錯方法，對ex2.asm進行彙編、連結、執行，使用debug工具除錯可執行檔案。

• 使用masm、link對ex2.asm進行彙編、連結，得到可執行檔案ex2.exe，執行並觀察結果。
• 使用debug工具對程式進行除錯。
  • 結合可執行檔案中暫存器CX的值，使用u命令對ex2.exe進行精確反彙編
  • 靈活使用t命令、p命令、g命令，對ex2.exe進行除錯。(不一定要單步，有些地方可以用g命令，一次執行多行彙編指令)

注意:單步除錯時，對於迴圈指令loop,中斷指令int，使用t命令和p命令單步除錯的區別。

• 把ex2.asm中line9 mov cx, 4改成 mov cx, 8 ，儲存後重新彙編、連結、執行並觀察結果。
• 結合上述實驗和觀察，分析、對比ex2.asm和ex1.asm，它們實現的是否是相同的功能和效果?在 具體實現上有什麼不同?

3. 實驗任務3

綜合使用loop,[bx]，編寫完整彙編程式，實現向記憶體b800:07b8開始的連續16個字單元重複填充字資料0237H。

要求:

• 編寫彙編源程式
• 給出執行結果截圖

　　　如程式編寫正確，預期結果如圖所示。(執行前先使用 命令清屏，更便於觀察執行結果)

• 把填充的字資料，從0237H改成0239H，再次儲存後，彙編、連結、執行，觀察結果。

把填充的字資料，從0237H改成0437H，再次儲存後，彙編、連結、執行，觀察結果。

猜測並分析，這個字資料中高位位元組裡存放的是什麼資訊，低位位元組裡存放的是什麼資訊。

4. 實驗任務4

• 編寫完整彙編源程式，實現向記憶體0:200~0:23F依次傳送資料0~63(3FH)。
  • 必做
    • 綜合使用[bx]和loop，編寫彙編源程式靈活使用debug的t命令、g命令、p命令除錯。在程式退出前，用d命令檢視0:200~0:23F，確認是否將0~3F傳送至此段記憶體區域。
  • 選做*
    • 利用棧的特性，綜合使用loop，push實現(限定僅使用8086中已學過指令實現)，編寫源程式
    • 靈活使用debug的t命令、g命令、p命令除錯。在程式退出前，用d命令檢視0:200~0:23F，確認是否將0~3F傳送至此段記憶體區域。

Tips:

這道練習，本質上就是把一組連續的位元組資料(常數)，送到指定的連續的位元組單元。如果利用棧實現，藉助push和loop實現連續入棧操作。需要注意:

1. 初始時ss和sp的設定
2. 8086的入棧操作，是從高地址單元→低地址單元方向的;
3. 8086的入棧操作，只能以字為單元。但這裡是位元組資料，如何靈活處理?

5. 實驗任務5 教材實驗4(3)(P121)
Tips:這道練習，本質仍然是複製，只不過複製的是自身程式碼。填空的關鍵是，如何確定複製多少位元組。
6. 實驗任務6（選做*)

在linux環境下，編寫、彙編、執行、除錯一個32位的Intel風格的x86彙編程式。

第1步，使用vim或其它任意文字編輯器，編寫一個32位的Intel風格的x86彙編源程式example.asm。

; example.asm
glogal _start
section .data
msg db "a simple test", 0xa len equ $ - msg
section .text _start:
    mov eax, 4
    mov ebx, 1
    mov ecx, msg
    mov edx, len
    int 0x80 ; 呼叫linux下的int 0x80中斷的4號子功能，輸出字串
    mov eax, 1
    mov ebx, 0
    int 0x80 ; 呼叫linux下的int 0x80中斷的1號子功能，退出

第2步，使用nasm，對example.asm進行彙編。

nasm -f elf32 example.asm

• 選項- f表示指定目標檔案格式。這裡指定目標檔案格式是elf32格式

如彙編成功，會生成目標檔案example.o。執行nasm命令後，可以使用ls命令檢視。

如果希望將來使用gdb工具對可執行檔案進行除錯，則使用nasm彙編時還需要增加一個選項-g，目的 是向目標檔案中增加符號和除錯的相關資訊。即:

nasm -f elf32 example.asm -g

第3步，使用ld，對example.o進行連結。

ld -m elf_i386 example.o -o example

• 選項-m指定模擬模式。這裡指定模擬intel 32位的模式。
• 選項-o用於指定可執行檔案的名稱。這裡指定生成的可執行檔名是example

如連結成功，會生成可執行檔案example。

第4步，執行可執行檔案example。

./example

執行後，可以在shell命令終端檢視返回值:

echo $?

顯示返回值0，對應原始碼檔案中line18暫存器ebx的值。

把example.asm中line18行中暫存器ebx的值改成別的數值，比如7。重新彙編、連結、執行。再次使用echo $?檢視返回值，觀察這次返回值是什麼。

注*:

1.彙編指令與硬體相關，因此，指令集有x86的彙編指令集，也有MIPS彙編指令集;書寫風格既有intel風格，也有AT&T風格。linux下預設是AT&T風格的。此外，可用的工具也種類繁多。這裡僅列出一個簡單示例，請根據個人情況自行探索實踐。

2.使用gdb除錯時，也需要掌握類似於debug下很多命令，比如list(檢視程式碼)、b(break,設定斷點)、r(run,執行)、檢視暫存器(info registers)，等等。這裡沒有進一步提供使用gdb除錯的方法和步驟。請自行檢索相關工具文件，輔助嘗試。

四、實驗結論

1.實驗任務1

ex1.asm原始碼：

對原始碼進行彙編，連結，生成可執行檔案，執行結果為：

用debug對程式的執行過程進行跟蹤，用r命令檢視各暫存器的設定情況，根據CX的值用u命令進行反彙編，用d命令檢視程式段字首PSP所佔的256個位元組：

使用g命令執行到程式退出之前：

2.實驗任務2

ex2.asm原始碼：

使用masm，link對ex2.asm進行彙編，連結，執行，除錯：

使用debug工具對程式進行除錯，介乎額可執行檔案中暫存器CX的值，使用u命令進行精確返回百年，使用t命令，p命令，g命令，對ex2.exe進行除錯：

用g命令除錯到迴圈位置，緊接著用p命令直接執行完迴圈的內容，再用t去進行單步除錯，再遇到int 21時，用p命令退出該除錯：

用g命令除錯到迴圈位置，此時用t命令進行單步除錯，不會自動執行完迴圈的內容，而是一步步執行：

將ex2.asm中的mov cx,4改成mov cx,8，進行彙編，連結，執行，得到的結果為：

ex1.asm進行彙編，連結，執行的結果為：

顯示出的結果不相同，我將ex2.asm中的mov cx,8繼續改回到mov cx,4,進行彙編，連結，執行得到的結果為：

通過對比發現，ex2.asm和ex1.asm以及ex2.asm改變前後的結果不同可能是由於迴圈的次數不相同，mov cx,4所表示的意思是將迴圈進行4次，mov cx,8是將迴圈進行8次，一個得出的是4個圖案，另一個得出的是8個圖案，同樣的ex1.asm也迴圈了四次，因此出現的也是4個圖案。

3.實驗任務3

原始碼：

向記憶體b800:07b8開始的連續16個字單元重複填充字資料0237H：

向記憶體b800:07b8開始的連續16個字單元重複填充字資料0239H：

向記憶體b800:07b8開始的連續16個字單元重複填充字資料0437H：

猜想：字資料中高位位元組存放的是顏色，低位位元組存放的是內容

通過對比發現，當高位位元組改變時，執行結果的顏色進行了改變，當低位位元組改變時，執行結果的內容進行了改變。

4.實驗任務4

編寫完整彙編源程式，實現向記憶體0:200~0:23F依次傳送資料0~63(3FH)。

（1）必做：綜合使用[bx]和loop，編寫彙編源程式

程式碼：

對該源程式進行彙編，連結並用debug進行跟蹤除錯，用t命令，g命令，p命令進行除錯，並用d命令檢視是否將0~3F傳送到了0：200~0~23F中：

5.實驗任務5

原始碼為：

由於程式的起始地址由CS：IP指定，因此 mov ax,__處填寫CS，CS表示的是程式碼的段暫存器；

第九行填寫mov cx,16;

本題要求的是將mov ax,4c00h之前的程式碼段複製到0：200處，首先根據上述程式碼進行彙編，連結，並進行除錯

通過精確的反彙編可以發現，mov ax,4c00這條指令在076A:0017處，說明以上的指令是從076a:0~076a:0016,IP=IP+之前指令的位元組數為16h,因此填寫的內容為mov cx,16h.

用d命令檢視，發現已經將mov ax, 4c00h之前的指令複製到指定記憶體。