汇编课程实验 8086指令编码和调试

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

实验内容

实验任务1

略

实验任务2

PC机主板上的ROM中有一个生产时期，在内存FFF00H ~ FFFFFH的某几个单元中，请找到这个生产时期，并试图修改它。

• 在debug中，使用d命令查看生产日期
• 使用e命令修改生产时期所在的内存单元，修改后，再次使用d命令查看

解答

出厂时间存储在内存单元fff0:f5至fff0:fc字段共8个字节

使用e命令对从fff0:f5开始的连续8个字节进行修改 修改完成后使用d命令进行查看
存储的值未发生变化，因为只读存储器中存储的值只能被查看无法被修改

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。

对b800:0f00 0f9f区间批量写入数据 03 04后 屏幕中打印出如下情形

尝试修改批量导入的数据后 屏幕打印的形状及颜色发生了变化

实验任务4

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。

(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。

解答

• 问题1：栈顶逻辑地址 0023:0 物理地址 00230H
• 问题2：

• 问题3：

与之前相比发生了变化

• 问题4：

与之前相比未发生变化

实验任务5

在debug环境中，实践以下内容。

先使用f命令，把00220H ~ 0022fH区间的16个字节内存单元值全部修改为0。并使用d命令查看确认。

然后，使用a命令、r命令、t命令写入汇编指令并单步调试。

观察并思考：
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？

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

解答

• 问题1：不是，mov sp:30紧接在mov ss,ax后进行
• 问题2：画黄线的数据是cs:sp的数值，是由于t单步调试执行中断指令将cs和sp寄存器压栈的操作而导致的结果。

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

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，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。

在debug中，使用d命令，查看task5.exe的程序段前缀，观察这256个字节的内容，验证前两个字节是否是CD 20

实验结果:

终端打印出0123456789

实验任务7

下面程序的功能是，完成自身代码的自我复制：把 mov ax, 4c00h 之前的指令复制到内存0:200开始的连续的内存单元。

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

补全程序，并在debug中调试验证，确认是否正确实现了复制要求。

补全后的程序：

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，所以将基址CS的值存入AX中。
循环的次数是需要复制的内容的字节长度，注意到mov ax,4c00h 指令占用3个字节，int 21h指令占用2个字节，共5个字节，所以循环的长度即CX的值减去5字节。

检验结果：