《汇编语言与接口技术》实验指导.docx
《《汇编语言与接口技术》实验指导.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《汇编语言与接口技术》实验指导.docx（81页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
《汇编语言与接口技术》实验指导
《汇编语言与接口技术》
实验指导
河南大学ji院
2013.9
汇编语言实验环境和要求
《汇编语言》是计算机及计算机类专业学生的专业基础课，是培养学生直接使用计算机硬件资源能力的一门课程。
它不仅能帮助学生进一步理解计算机组成原理课程中的各种概念，而且还为其他课程：
操作系统、接口与通信技术和计算机控制技术等课程提供必要的预备知识。
该课程在计算机学科设置中起着承上启下的作用。
一、实验环境
汇编实验是在一般PC机上完成的，采用MASM6.11宏汇编进行实验。
MASM6.11版本对硬件环境无特殊要求，对软件的要求如下：
（1）操作系统：
Windows2000的命令提示符状态。
在Windows下进入DOS命令行的方法：
“开始”“运行”à键入“cmd”即可进入DOS命令行；
（2）编辑环境：
EDIT.COM、记事本等文本编辑器（随操作系统提供）。
（3）汇编和连接程序文件：
汇编程序MASM.EXE连接程序LINK.EXE
汇编连接程序ML.EXE汇编链接错误提示ML.ERR
（4）调试程序：
DEBUG.EXE（随操作系统提供）。
二、PC机DEBUG调试工具的使用
DEBUG.EXE程序是专门为分析和开发汇编语言程序而设计的一种调试工具，具有跟踪程序执行、观察中间运行结果、显示和修改寄存器或存储单元内容等多种功能。
是学习汇编语言必须掌握的调试工具。
1、DEBUG程序使用
在命令提示符下键入命令：
DEBUG[盘符：
][路径][文件名.EXE][参数1][参数2]
这时屏幕上出现DEBUG的提示符“-”，表示系统在DEBUG状态下，此时可以用DEBUG命令进行程序调试。
在DEBUG环境下，默认采用十六进制数制，所有数值不需要带数制后缀。
若进入DEBUG的命令中将所有的参数都省略，则仅进入DEBUG环境，内存中不包含特定的程序和数据。
此时，可写入指令和数据进行验证调试，也可以使用N或者L命令从指定盘上装入要调试的程序。
如果进入DEBUG的命令中包含文件名，则进入DEBUG环境的同时，将指定程序调入内存，当前程序的代码段作为默认的CS段，从0单元保存。
2、DEBUG的常用命令
DEBUG命令都是单字母命令，按照不同命令的格式其后可加上一个或多个参数，若包含多个命令参数，其间用空格作为分隔符。
DEBUG命令不区分大小写。
（1）汇编命令A
格式：
A[起始地址]
功能：
以汇编指令的形式输入代码，系统自动将汇编指令翻译成机器指令代码，并从默认或指定地址单元开始存放。
若缺省起始地址，则从当前CS：
100地址开始存放。
A命令按行汇编，主要是用于小段程序的汇编或对目标程序的修改。
举例：
Ø命令：
A含义：
从默认地址输入汇编指令；
Ø命令：
A1000:
20含义：
从地址为1000H:
20H的单元输入汇编指令；
Ø命令：
ACS:
1000含义：
从CS段的1000H单元输入汇编指令；
（2）反汇编命令U
格式1：
U[起始地址]
格式2：
U[起始地址][结束地址|字节数]
功能：
格式1从指定起始地址处开始将32个字节的目标代码（非32条指令）转换成汇编指令形式，如果省略起始地址，则从当前CS:
IP指向地址开始反汇编、或接着上次U命令继续反汇编。
格式2将指定范围的内存单元中的目标代码转换成汇编指令。
注意，这里的反汇编是以指令为单位进行显示。
界面说明：
Ø界面左边：
以逻辑地址形式显示每条汇编指令所在存储单元的首单元地址；
Ø界面中间：
每条汇编指令对应的机器指令代码；
Ø界面右边：
处理了符号之后的汇编指令；
举例：
Ø命令：
U含义：
查看默认地址的汇编指令，默认条数；
Ø命令：
U0含义：
从0地址查看汇编指令，默认CS段；
Ø命令：
U050含义：
查看地址0到50H的汇编指令，默认CS段；
地址范围要确认该范围中所有指令都是完整的。
Ø命令：
UDS:
0含义：
将DS:
0地址中的内容当作指令，查看默认条数；
（3）显示、修改寄存器命令R
格式：
R[寄存器名]
功能：
如果给出寄存器名，则显示该寄存器的内容并可进行修改。
如果不指定寄存器名，则显示所有寄存器的内容及当前值（不能修改）。
R命令只能显示、修改16位寄存器，对于标志寄存器只能通过执行指令的方式修改。
界面说明：
Ø界面中间两行：
显示各寄存器内容；先显示13个寄存器的值；后面的8个符号分别表示OF、DF、IF、SF、ZF、AF、PF、CF标志位的状态，符号含义如下表：
标志位
OF
DF
IF
SF
ZF
AF
PF
CF
置位符号
（1）
OV
DN
EI
NG
ZR
AC
PE
CY
复位符号（0）
NV
UP
DI
PL
NZ
NA
PO
NC
Ø界面最后一行：
显示下一条将要执行的指令；若指令中有存储单元寻址方式的操作数，则指令后显示该操作数的地址和数值；
举例：
Ø命令：
R含义：
查看所有寄存器内容；
Ø命令：
Rax含义：
查看寄存器AX中的内容，并可修改；
（4）显示存储单元命令D
格式1：
D[起始地址]
格式2：
D[起始地址][结束地址|L字节数]
功能：
格式1从起始地址开始按十六进制显示128个单元的内容，每行16个单元，共8行。
格式2显示指定范围内存储单元的内容，其他显示方式与格式1一样。
如果省略起始地址或地址范围，则从当前的地址开始按格式1显示。
界面说明：
Ø界面左边：
以逻辑地址形式显示指定的或默认的存储单元地址；
Ø界面中间：
存储单元中的实际存放内容，每一行显示16个单元，每个单元存放一个字节数据；
Ø界面右边：
存储单元中值的对应的ASCII码字符；若存储单元中存放的是不可显示的ASCII码值，则显示“.”；
例如：
-D200;表示从DS:
0200H开始显示128个单元内容
-D100120;表示显示DS:
0100-DS:
0120单元的内容
说明：
在DEBUG中，地址表示方式有如下形式：
段寄存器名：
相对地址，如：
DS:
100
段基值：
偏移地址（相对地址），如：
23A0:
1500
举例：
Ø命令：
D含义：
默认查看；
Ø命令：
D1000:
0含义：
从指定单元查看数据，默认长度；
Ø命令：
DDS:
0含义：
从指定单元查看DS段中的数据，默认长度；
Ø命令：
D05含义：
查看DS段中0~5单元中的6个数据；
Ø命令：
D10L5含义：
查看DS段中从10H开始的连续5个单元内容；
（5）修改存储单元命令E
格式1：
E[起始地址][内容表]
格式2：
E[地址]
功能：
格式1按内容表的内容修改从起始地址开始的多个存储单元内容，即用内容表指定的内容来代替存储单元当前内容。
例如：
—EDS：
0100'VAR'1234
表示从DS:
0100为起始单元的连续五个字节单元内容依次被修改为
'V'、'A'、'R'、12H、34H。
格式2是逐个修改指定地址单元的当前内容。
如：
—EDS：
0010
156F：
001041.5F
其中156F:
0010单元原来的值是41H，5FH为输入的修改值。
若只修改一个单元的内容，这时按回车键即可；若还想继续修改下一个单元内容，此时应按空格键，就显示下一个单元的内容，需修改就键入新的内容，不修改再按空格跳过，如此重复直到修改完毕，按回车键返回DEBUG“-”提示符。
如果在修改过程中，将空格键换成按“-”键，则表示可以修改前一个单元的内容。
举例：
Ø命令：
E100
含义：
查看DS段中100H单元起始的存储单元内容，并可随时修改；
Ø命令：
EES:
1013120
含义：
将ES段中地址为10H~12H的3个单元中的值修改为1、31H、20H；
Ø命令：
E10‘ABCD’
含义：
将DS段中地址10H~13H的连续4个单元内容修改为41H~44H；
（6）运行命令G
格式：
G[=起始地址][断点地址]
功能：
CPU从指定起始地址开始执行，在断点地址处停止，即断点地址中的指令不执行。
若省略起始地址，则从当前CS:
IP指示地址开始执行一条指令。
注意，断点地址必须是某一条指令的起始地址，否则查看到的程序有可能会出错。
举例：
Ø命令：
G含义：
从当前位置连续执行程序，到结束；
Ø命令：
G=0含义：
从0地址连续执行程序，到结束；
Ø命令：
G14含义：
从当前位置执行程序到14H，中断；
Ø命令：
G=320含义：
从地址3执行程序到地址20H，中断；
（7）跟踪命令T
格式：
T[=起始地址][指令条数]
功能：
从指定地址开始执行指定条数的指令，若省略指令条数，则默认执行一条指令，若省略起始地址，则从当前CS:
IP指示地址开始执行。
举例：
Ø命令：
T含义：
从当前位置单步执行1条指令；
Ø命令：
T3含义：
从当前位置单步执行3条指令；
Ø命令：
T=0含义：
从0地址单步执行1条指令；
Ø命令：
T=42含义：
从4地址单步执行2条指令；
（8）退出命令Q
格式：
Q
功能：
退出DEBUG，返回到操作系统。
三、PC机汇编语言程序设计实验步骤
⑴编辑源程序文件
使用EDIT文本编辑器编辑源文件，键入
EDIT<源文件名.ASM>
或EDIT
但使用后者时应注意将文件保存为.ASM文件。
⑵汇编连接源程序文件
ML<源文件名.ASM>
如果源程序没有错误，则自动生成.OBJ文件和.EXE可执行文件。
若源程序有语法错误时，会出现错误信息提示，需回到编辑状态下修改源程序后重新汇编。
⑶运行程序
经过汇编、连接后生成的.EXE文件，可直接运行，只要键入相应的文件名即可。
⑷调试程序：
使用DEBUG调试前面生成的可执行的.EXE文件。
各种DEBUG命令如前所述。
四、实验报告书写要求
⑴使用专用的实验报告纸，每个实验一份，字迹工整，内容清晰，注意填写必要的信息（如：
姓名、学号、班级、辅导教师、同实验者）；
⑵填写实验题目、实验目的等；实验步骤中要求列出当次实验的过程及各种数据输入输出的情况；汇编语言程序设计部分还要写出完整的源程序，以及上机调试过程中遇到的问题和解决方法。
预备实验一DEBUG命令练习
实验目的
1、熟悉汇编语言程序的编写、汇编、运行的一般过程；
2、掌握常用的DEBUG命令，并可应用于汇编语言程序调试过程中。
实验内容
1、使用给定程序练习汇编语言程序的编辑、汇编、执行、调试的过程；
2、在DEBUG状态下，练习常用的DEBUG命令调试给定程序。
实验学时
本实验内容共用4学时，分两次实验完成。
实验步骤
1、汇编语言程序的编辑、汇编、执行练习
（1）建立汇编语言程序源文件
使用DOS或Windows下的任何文本编辑器来建立汇编语言程序源文件，建议使用记事本，文件后缀名应保存为“.asm”（请注意不要隐藏已知后缀名）。
将如下程序代码保存为“test.asm”的源文件。
程序功能：
在屏幕上显示CHAR变量所定义的字符。
程序代码：
DATASEGMENT
CHARDB‘F’
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDL,CHAR
MOVAH,2
INT21H
MOVAX,4C00H
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
（2）汇编源程序，生成可执行文件
在保证工作目录下存在ml.exe文件和link.exe文件时，可直接对汇编语言源程序进行汇编连接，使用的命令如下（以test.asm文件名为例）：
mltest.asm
若源程序无语法和逻辑错误，即可汇编连接成功，同时生成目标文件test.obj和可执行文件test.exe。
当源程序中存在语法错误时，汇编连接不会进行。
若工作目录下存在ml.err文件，则会显示包含错误存在行的提示信息，程序员可以依次来判断错误所在。
图1test.asm文件的汇编过程
注意：
该命令中源文件的后缀名一定不可省去，否则会提示无法找到源文件。
本程序中常出现的错误：
①第2行出错：
源程序第2行中的“CHARDB‘F’”单引号改为英文状态，如图2中的第一行错误“invalidcharacterinfile”；该错误会导致第三行的错误“undefinedsymbol”，即CHAR定义语句写错，导致程序中使用CHAR变量时无法找到。
②第11行出错：
源程序第11行中的“MOVAX,4C00H”，将数字“00”写成了字母“oo”；该错误会导致如图2中的第二行错误“nondigitinnumber”，即该使用数值中没有找到数字。
③找不到源文件：
源文件不在当前操作的目录下；或者文件名用错了。
图2错误信息
（3）执行程序，查看结果
在DOS命令行下，运行生成的可执行文件，命令为：
test.exe
该命令中，文件的后缀名可省去。
若程序有输入输出内容，则会在DOS命令行下看到结果。
若程序没有输入输出内容，则只能进入DEBUG状态下查看程序的运行结果。
2、DEBUG命令练习
将上面生成的可执行文件test.exe文件调入DEBUG进行调试，使用的命令是：
debugtest.exe
注意，这里调入的是可执行文件，后缀名必须加。
进入DEBUG下，命令提示符是“-”，可以使用各种DEBUG命令调试。
这里建议使用以下命令查看，注意以下命令是进入DEBUG后连续执行的结果，单独使用可能无法得到预期效果。
（1）反汇编命令U
当调入程序文件后，直接使用无参数的U命令可从第一条指令开始查看当前的程序代码。
屏幕显示的内容是：
默认从第一行代码开始显示，共反汇编32个单元的指令（指令条数依据指令长度而不同，以整条指令为单位）。
请注意查看DEBUG状态下的指令与源文件中的指令有何不同。
（2）寄存器查看命令R
直接使用无参的R命令可查看当前各寄存器状态，由于程序还未执行，可以看到寄存器的状态为初始的随机值。
请注意当前CS:
IP寄存器的内容与上一步U命令看到的指令地址是一致的，但DS、ES等段寄存器则为初始的随机值。
（3）查看存储单元命令D
直接使用无参数的D命令，显示存储单元内容。
应注意区分的是：
当前查看到的是从DS:
0地址开始的连续128个单位的数据，并不是当前程序的数据段数据。
（4）单步执行命令T
从程序开始单步执行程序的前两条指令，使用的命令格式为：
T2
执行完前两条指令即返回，显示当前的寄存器状态，请注意查看当前的CS、IP寄存器状态与执行指令前的差别，请试着解释这两个寄存器的含义。
注意：
INT指令不可单步执行，需使用G命令连续执行。
（5）查看存储单元命令D
使用带参数的D命令，显示从有效地址为0的存储单元开始的连续128个单元中的数据。
在此查看存储单元地址、单元内容、以及对应的字符显示。
命令为：
D0
请注意该D命令显示的内容与上一个D命令显示的单元地址是否相同，为什么？
（6）反汇编命令U
直接使用反汇编命令U，会接着上次T命令执行的位置05处开始反汇编显示指令。
（7）断点/连续执行命令G
使用断点执行的功能，从当前位置执行到显示指令结束，命令为：
G0D
程序执行，可在屏幕上看到“F”字符的显示。
注意，该命令中的“0D”是断点地址，即指令“MOVAX,4C00H”的保存位置，该命令会将该位置之前的所有指令执行完毕。
断点地址必须是U命令可见的地址。
（8）修改存储单元内容命令E
使用E命令将CHAR变量中的字符修改为“M”，命令为：
E0‘M’
或者使用命令
E0
在提示下输入M的ASCII码4DH。
（9）查看存储单元内容命令D
使用D命令查看所修改的内容，命令为：
D0L1
（10）连续执行命令G
从第一条指令开始重新执行程序，使用G命令：
G=010
指定程序执行的区间，在屏幕上可以看到“M”字符的显示。
（11）汇编命令A
在DEBUG下修改汇编语言程序，使用A命令：
A5
在给定的单元中输入指令“MOVDL,39”，两次回车，返回到DEBUG提示符下。
（12）连续执行命令G
重新执行程序，使用G命令：
G=0
指定程序执行的区间，在屏幕上可以看到“9”字符的显示，同时显示“Programterminatednormally”的提示信息，表示程序执行结束。
（13）退出命令Q
执行Q命令，即可从DEBUG状态下退出，返回DOS系统。
思考问题
1.DEBUG状态下如何观察源程序？
和文本编辑方式下的源程序有哪些区别？
2.试解释以上第2步中各DEBUG命令的含义。
3.若要将程序中的第三条汇编指令换成“MOVDL,61H”，则更换该指令的DEBUG命令应为什么？
更换后程序的执行结果是什么？
实验报告要求
本次实验不写实验报告。
练习
尝试按上面的方法调试该程序。
程序功能：
从键盘上输入一个字符串，保存于数据段中，分别显示该字符串的长度和字符串中第二个字符。
程序代码：
DATASEGMENT
INMESSDB'PLEASEINPUTASTRING（LENGTH<9）:
$'
LENMESSDB10,13,'THELENGTHOFTHESTRINGIS:
$'
CHARMESSDB10,13,'THESECONDCHAROFTHESTRINGIS:
$'
INSTRINGDB10,?
10DUP（?
）
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
LEADX,INMESS;①显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H
LEADX,INSTRING;②输入字符串，保存于INSTRING
MOVAH,0AH
INT21H
LEADX,LENMESS;③显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H
LEABX,INSTRING;④获取输入字符串的长度值，并显示
INCBX
MOVDL,[BX]
ADDDL,30H
MOVAH,02H
INT21H
LEADX,CHARMESS;⑤显示提示信息
MOVAH,09H
INT21H
MOVDL,[BX+2];⑥显示字符串中的第二个字符
MOVAH,02H
INT21H
MOVAX,4C00H;⑦程序返回
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
调试内容：
（1）将生成的可执行文件调入DEBUG，观察各寄存器的内容；
（2）断点执行到指令①的位置，观察各寄存器的变化情况、数据段中定义的各字符串INMESS、LENMESS、CHARMESS、INSTRING的位置；
（3）断点执行到指令②的位置，观察程序执行的结果；
（4）断点执行到指令③的位置，从键盘输入字符串，返回后观察输入字符串的保存位置；
（5）断点执行到指令④的位置，观察程序执行的结果；
（6）分别单步执行指令④开始的4条指令，试观察每条指令执行的结果；
（7）断点执行到指令⑤的位置，观察程序执行的结果；
（8）断点执行到指令⑥的位置，观察程序执行的结果；
（9）断点执行到指令⑦的位置，观察程序执行的结果；
预备实验二预备知识练习
实验目的
1、熟悉各种操作数的寻址方式，并能在DEBUG环境中查看各操作数；
2、熟悉8086指令系统中的各类指令的用法和功能，为以后的程序编写打下基础。
实验内容
1、使用给定程序练习汇编语言程序的编辑、汇编、执行、调试的过程；
2、在DEBUG状态下，练习常用的DEBUG命令调试给定程序。
实验学时
本实验内容共用6学时，分三次实验完成。
实验步骤
1、寻址方式练习
（1）在DEBUG命令行下，按以下步骤完成操作。
（A）使用e命令修改存储地址以150、200为首的6个单元的内容：
-e150
****：
0150**.00**.01
-e200
****：
0200**.10**.20**.30**.40
注意：
带下划线的部分是需要输入的内容。
（B）使用查看命令d，查看上步所修改的存储单元的内容（注意对应的段地址）：
-d150L2
-d200L4
（C）使用汇编命令a，输入以下指令序列：
-a100
****：
0100movax,cs
****：
0102movds,ax
****：
0104movbx,100
****：
0107movax,[150]
****：
010Aaddbx,ax
****：
010Cmoval,[bx]
****：
010Eaddal,[bx+1]
****：
0111movsi,2
****：
0114addal,[bx+si]
****：
0116movah,0
****：
0118movch,0
****：
011Amovcl,[bx+si+1]
****：
011Daddax,cx
（D）使用反汇编命令u，查看上步输入的汇编语言程序（注意对应的段地址）：
-u100
（E）使用单步执行命令t执行该指令序列，查看每一步执行的结果，并记录。
（2）使用适当的DEBUG命令，按以下步骤完成操作。
（A）修改以下寄存器的值：
（DS）=1000H,（ES）=2000H,（SI）=1FEH
（B）将从存储单元1000H:
01FEH开始的连续四个单元内容修改为：
11H、22H、33H、44H；将从存储单元2000H:
01FEH开始的连续四个单元内容修改为：
12H、34H、56H、78H；
（C）输入汇编指令：
MOVAX,DS
MOVBX,[SI+2]
MOVCX,[BX]
ES:
MOVDX,[SI]
（D）指出以上各指令中源操作数的寻址方式，逻辑地址，并使用相关的DEBUG查看源操作数的值；
（3）在Debug命令行下，完成以下操作。
（A）将字数据2345H存放到地址为1200H:
100H单元中；
（B）使用适当的DEBUG命令，采用三种不同的逻辑地址形式查看这个字数据；
（C）选择不同的寻址方式，使用MOV指令将这个字数据送入AX寄存器中；要求至少采用3种不同的寻址方式。
2、操作符与表达式练习
（1）已知数据段定义如下，请验证以下各指令的正误，并指出错误原因，或给出指令执行结果。
DATASEGMENT
WordVardw2dup（?
）
ByteVardb?
DATAENDS
验证指令：
①MOVbyteptrES:
WordVar[BX],100
②M
升级会员 