《匯編語言與接口技術》實驗指導(2013)

1、匯編語言與接口技術實驗指導(2013) 匯編語言與接口技術 實驗指導 河南大學 2013.9 匯編語言實驗環(huán)境和要求 匯編語言是計算機及計算機類專業(yè)學生的專業(yè)基礎課，是培養(yǎng)學生直接使用計算機硬件資源能力的一門課程。它不僅能幫助學生進一步理解計算機組成原理課程中的各種概念，而且還為其他課程：操作系統、接口與通信技術和計算機控制技術等課程提供必要的預備知識。該課程在計算機學科設置中起著承上啟下的作用。 一、實驗環(huán)境 匯編實驗是在一般PC機上完成的，采用MASM6.11宏匯編進行實驗。MASM6.11版本對硬件環(huán)境無特殊要求，對軟件的要求如下： （1） 操作系統：Windows2000的命令提示符狀

2、態(tài)。 在Windows下進入DOS命令行的方法：“開始”?“運行”?鍵入“cmd”即可進入DOS命令行； （2） 編輯環(huán)境：EDIT.COM、記事本等文本編輯器（隨操作系統提供）。 （3） 匯編和連接程序文件： 匯編程序MASM.EXE 連接程序LINK.EXE 匯編連接程序ML.EXE 匯編鏈接錯誤提示ML.ERR （4） 調試程序：DEBUG.EXE（隨操作系統提供）。 二、PC機DEBUG調試工具的使用 DEBUG.EXE程序是專門為分析和開發(fā)匯編語言程序而設計的一種調試工具，具有跟蹤程序執(zhí)行、觀察中間運行結果、顯示和修改寄存器或存儲單元內容等多種功能。是學習匯編語言必須掌握的調試工具。

3、 1、DEBUG程序使用 在命令提示符下鍵入命令： DEBUG 盤符：路徑文件名.EXE參數1參數2 這時屏幕上出現DEBUG的提示符“-”，表示系統在DEBUG狀態(tài)下，此時可以用DEBUG命令進行程序調試。在DEBUG環(huán)境下，默認采用十六進制數制，所有數值不需要帶數制后綴。 若進入DEBUG的命令中將所有的參數都省略，則僅進入DEBUG環(huán)境，內存中不包含特定的程序和數據。此時，可寫入指令和數據進行驗證調試，也可以使用N或者L命令從指定盤上裝入要調試的程序。如果進入DEBUG的命令中包含文件名，則進入 DEBUG環(huán)境的同時，將指定程序調入內存，當前程序的代碼段作為默認的CS段，從0單元保存。

4、2、DEBUG的常用命令 DEBUG命令都是單字母命令，按照不同命令的格式其后可加上一個或多個參數，若包含多個命令參數，其間用空格作為分隔符。DEBUG命令不區(qū)分大小寫。 （1）匯編命令 A 格式：A起始地址 功能：以匯編指令的形式輸入代碼，系統自動將匯編指令翻譯成機器指令代碼，并從默認或指定地址單元開始存放。 若缺省起始地址，則從當前CS：100地址開始存放。A命令按行匯編，主要是用于小段程序的匯編或對目標程序的修改。 舉例： ? 命令：A 含義：從默認地址輸入匯編指令； ? 命令：A 1000:20 含義：從地址為1000H:20H的單元輸入匯編指令； ? 命令：A CS:1000 含義：

5、從CS段的1000H單元輸入匯編指令； （2）反匯編命令 U 格式1：U起始地址 格式2：U起始地址結束地址|字節(jié)數 功能： 格式1從指定起始地址處開始將32個字節(jié)的目標代碼(非32條指令)轉換成匯編指令形式，如果省略起始地址，則從當前CS:IP指向地址開始反匯編、或接著上次U命令繼續(xù)反匯編。 格式2將指定范圍的內存單元中的目標代碼轉換成匯編指令。注意，這里的反匯編是以指令為單位進行顯示。 界面說明： ? 界面左邊：以邏輯地址形式顯示每條匯編指令所在存儲單元的首單元地址； ? 界面中間：每條匯編指令對應的機器指令代碼； ? 界面右邊：處理了符號之后的匯編指令； 舉例： ? 命令：U 含義：查看

6、默認地址的匯編指令，默認條數； ? 命令：U 0 含義：從0地址查看匯編指令，默認CS段； ? 命令：U 0 50 含義：查看地址0到50H的匯編指令，默認CS段； 地址范圍要確認該范圍中所有指令都是完整的。 ? 命令：U DS:0 含義：將DS:0地址中的內容當作指令，查看默認條數； （3）顯示、修改寄存器命令 R 格式：R寄存器名 功能：如果給出寄存器名，則顯示該寄存器的內容并可進行修改。如果不指定寄存器名，則顯示所有寄存器的內容及當前值（不能修改）。 R命令只能顯示、修改16位寄存器，對于標志寄存器只能通過執(zhí)行指令的方式修改。 界面說明： ? 界面中間兩行：顯示各寄存器內容；先顯示13個

7、寄存器的值；后面的8個符號分別表示OF、DF、IF、SF、ZF、AF、PF、CF標志位的狀態(tài)，符號含義如下表： 的操作數，則指令后顯示該操作數的地址和數值； 舉例： ? 命令：R 含義：查看所有寄存器內容； ? 命令：R ax 含義：查看寄存器AX中的內容，并可修改； （4）顯示存儲單元命令 D 格式1：D起始地址 格式2：D起始地址結束地址|L字節(jié)數 功能：格式1從起始地址開始按十六進制顯示128個單元的內容，每行16個單元，共8行。格式2顯示指定范圍內存儲單元的內容，其他顯示方式與格式1一樣。如果省略起始地址或地址范圍，則從當前的地址開始按格式1顯示。 界面說明： ? 界面左邊：以邏輯地址

8、形式顯示指定的或默認的存儲單元地址； ? 界面中間：存儲單元中的實際存放內容，每一行顯示16個單元，每個單元 存放一個字節(jié)數據； ? 界面右邊：存儲單元中值的對應的ASCII碼字符；若存儲單元中存放的是不 可顯示的ASCII碼值，則顯示“.”； 例如： -D 200 ;表示從DS:0200H開始顯示128個單元內容 -D 100 120 ;表示顯示DS:0100-DS:0120單元的內容 說明：在DEBUG中，地址表示方式有如下形式： 段寄存器名：相對地址，如：DS:100 段基值：偏移地址（相對地址），如：23A0:1500 舉例： ? 命令：D 含義：默認查看； ? 命令：D 1000:0

9、 含義：從指定單元查看數據，默認長度； ? 命令：D DS:0 含義：從指定單元查看DS段中的數據，默認長度； ? 命令：D 0 5 含義：查看DS段中05單元中的6個數據； ? 命令：D 10 L 5 含義：查看DS段中從10H開始的連續(xù)5個單元內容； （5）修改存儲單元命令 E 格式1：E起始地址 內容表 格式2：E地址 功能： 格式1按內容表的內容修改從起始地址開始的多個存儲單元內容，即用內容表指定的內容來代替存儲單元當前內容。 例如： E DS：0100 VAR12 34 表示從DS:0100 為起始單元的連續(xù)五個字節(jié)單元內容依次被修改為 V、A、R、12H、34H。 格式2是逐個修改

10、指定地址單元的當前內容。 如：E DS：0010 156F：0010 41.5F 其中156F:0010單元原來的值是41H，5FH為輸入的修改值。若只修改一個單元的內容，這時按回車鍵即可；若還想繼續(xù)修改下一個單元內容，此時應按空格鍵，就 顯示下一個單元的內容，需修改就鍵入新的內容，不修改再按空格跳過，如此重復直到修改完畢，按回車鍵返回DEBUG“-”提示符。如果在修改過程中，將空格鍵換成按“-”鍵，則表示可以修改前一個單元的內容。 舉例： ? 命令：E 100 含義：查看DS段中100H單元起始的存儲單元內容，并可隨時修改； ? 命令：E ES:10 1 31 20 含義：將ES段中地址為1

11、0H12H的3個單元中的值修改為1、31H、20H； ? 命令：E 10 ABCD 含義：將DS段中地址10H13H的連續(xù)4個單元內容修改為41H44H； （6）運行命令 G 格式：G=起始地址斷點地址 功能：CPU從指定起始地址開始執(zhí)行，在斷點地址處停止，即斷點地址中的指令不執(zhí)行。若省略起始地址，則從當前CS:IP指示地址開始執(zhí)行一條指令。 注意，斷點地址必須是某一條指令的起始地址，否則查看到的程序有可能會出錯。 舉例： ? 命令：G ? 命令：G=0 ? 命令：G 14 ? 命令：G=3 20 含義：從當前位置連續(xù)執(zhí)行程序，到結束； 含義：從0地址連續(xù)執(zhí)行程序，到結束； 含義：從當前位置執(zhí)

12、行程序到14H，中斷； 含義：從地址3執(zhí)行程序到地址20H，中斷； （7）跟蹤命令 T 格式：T=起始地址指令條數 功能：從指定地址開始執(zhí)行指定條數的指令，若省略指令條數，則默認執(zhí)行一條指令，若省略起始地址，則從當前CS:IP指示地址開始執(zhí)行。 舉例： ? 命令：T 含義：從當前位置單步執(zhí)行1條指令； ? 命令：T 3 含義：從當前位置單步執(zhí)行3條指令； ? 命令：T=0 含義：從0地址單步執(zhí)行1條指令； ? 命令：T=4 2 含義：從4地址單步執(zhí)行2條指令； （8）退出命令 Q 格式：Q 功能：退出DEBUG，返回到操作系統。 三、PC機匯編語言程序設計實驗步驟 編輯源程序文件 使用EDIT

13、文本編輯器編輯源文件，鍵入 EDIT <源文件名.ASM> 或 EDIT 但使用后者時應注意將文件保存為.ASM文件。 匯編連接源程序文件 ML <源文件名.ASM> 如果源程序沒有錯誤，則自動生成.OBJ文件和.EXE可執(zhí)行文件。 若源程序有語法錯誤時，會出現錯誤信息提示，需回到編輯狀態(tài)下修改源程序后重新匯編。 運行程序 經過匯編、連接后生成的.EXE文件，可直接運行，只要鍵入相應的文件名即可。 調試程序： 使用DEBUG調試前面生成的可執(zhí)行的.EXE文件。各種DEBUG命令如前所述。 四、實驗報告書寫要求 使用專用的實驗報告紙，每個實驗一份，字跡工整，內容清晰，注意

14、填寫必要的信息（如：姓名、學號、班級、輔導教師、同實驗者）； 填寫實驗題目、實驗目的等；實驗步驟中要求列出當次實驗的過程及各種數據輸入輸出的情況；匯編語言程序設計部分還要寫出完整的源程序，以及上機調試過程中遇到的問題和解決方法。 預備實驗一 DEBUG命令練習 實驗目的 1、熟悉匯編語言程序的編寫、匯編、運行的一般過程； 2、掌握常用的DEBUG命令，并可應用于匯編語言程序調試過程中。 實驗內容 1、使用給定程序練習匯編語言程序的編輯、匯編、執(zhí)行、調試的過程； 2、在DEBUG狀態(tài)下，練習常用的DEBUG命令調試給定程序。 實驗學時 本實驗內容共用4學時，分兩次實驗完成。 實驗步驟 1、 匯編

15、語言程序的編輯、匯編、執(zhí)行練習 （1）建立匯編語言程序源文件 使用DOS或Windows下的任何文本編輯器來建立匯編語言程序源文件，建議使用記事本，文件后綴名應保存為“.asm”（請注意不要隱藏已知后綴名）。 將如下程序代碼保存為“test.asm”的源文件。 程序功能： 在屏幕上顯示CHAR變量所定義的字符。 程序代碼： DATA SEGMENT CHAR DB F DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX , DATA MOV DS , AX MOV DL , CHAR MOV AH , 2 INT 21H MO

16、V AX , 4C00H INT 21H CODE ENDS END START （2）匯編源程序，生成可執(zhí)行文件 在保證工作目錄下存在ml.exe文件和link.exe文件時，可直接對匯編語言源程序進行匯編連接，使用的命令如下（以test.asm文件名為例）： ml test.asm 若源程序無語法和邏輯錯誤，即可匯編連接成功，同時生成目標文件test.obj和可執(zhí)行文件test.exe。當源程序中存在語法錯誤時，匯編連接不會進行。若工作目錄下存在ml.err文件，則會顯示包含錯誤存在行的提示信息，程序員可以依次來判斷錯誤所在。 圖1 test.asm文件的匯編過程 注意：該命令中源文件的后

17、綴名一定不可省去，否則會提示無法找到源文件。 本程序中常出現的錯誤： 第2行出錯：源程序第2行中的“CHAR DB F”單引號改為英文狀態(tài)，如圖2中的第一行錯誤“invalid character in file”；該錯誤會導致第三行的錯誤“undefined symbol”，即CHAR定義語句寫錯，導致程序中使用CHAR變量時無法找到。 第11行出錯：源程序第11行中的“MOV AX , 4C00H”，將數字“00”寫成了 字母“oo”；該錯誤會導致如圖2中的第二行錯誤“nondigit in number”，即該使用數值中沒有找到數字。 找不到源文件：源文件不在當前操作的目錄下；或者文件名

18、用錯了。 圖2 錯誤信息 （3）執(zhí)行程序，查看結果 在DOS命令行下，運行生成的可執(zhí)行文件，命令為： test.exe 該命令中，文件的后綴名可省去。 若程序有輸入輸出內容，則會在DOS命令行下看到結果。若程序沒有輸入輸出內容，則只能進入DEBUG狀態(tài)下查看程序的運行結果。 2、DEBUG命令練習 將上面生成的可執(zhí)行文件test.exe文件調入DEBUG進行調試，使用的命令是： debug test.exe 注意，這里調入的是可執(zhí)行文件，后綴名必須加。 進入DEBUG下，命令提示符是“-”，可以使用各種DEBUG命令調試。這里建議使用以下命令查看，注意以下命令是進入DEBUG后連續(xù)執(zhí)行的結果，

19、單獨使用可能無法得到預期效果。 （1）反匯編命令U 當調入程序文件后，直接使用無參數的U命令可從第一條指令開始查看當前的程序代碼。屏幕顯示的內容是：默認從第一行代碼開始顯示，共反匯編32個單元的指令（指令條數依據指令長度而不同，以整條指令為單位）。 請注意查看DEBUG狀態(tài)下的指令與源文件中的指令有何不同。 （2）寄存器查看命令R 直接使用無參的R命令可查看當前各寄存器狀態(tài)，由于程序還未執(zhí)行，可以看到寄存器的狀態(tài)為初始的隨機值。 請注意當前CS:IP寄存器的內容與上一步U命令看到的指令地址是一致的，但DS、ES等段寄存器則為初始的隨機值。 （3）查看存儲單元命令D 直接使用無參數的D命令，顯示

20、存儲單元內容。 應注意區(qū)分的是：當前查看到的是從DS:0地址開始的連續(xù)128個單位的數據，并不是當前程序的數據段數據。 （4）單步執(zhí)行命令T 從程序開始單步執(zhí)行程序的前兩條指令，使用的命令格式為： T 2 執(zhí)行完前兩條指令即返回，顯示當前的寄存器狀態(tài)，請注意查看當前的CS、IP寄存器狀態(tài)與執(zhí)行指令前的差別，請試著解釋這兩個寄存器的含義。 注意：INT指令不可單步執(zhí)行，需使用G命令連續(xù)執(zhí)行。 （5）查看存儲單元命令D 使用帶參數的D命令，顯示從有效地址為0的存儲單元開始的連續(xù)128個單元中的數據。在此查看存儲單元地址、單元內容、以及對應的字符顯示。命令為： D 0 請注意該D命令顯示的內容與上一

21、個D命令顯示的單元地址是否相同，為什么？ （6）反匯編命令U 直接使用反匯編命令U，會接著上次T命令執(zhí)行的位置05處開始反匯編顯示指令。 （7）斷點/連續(xù)執(zhí)行命令G 使用斷點執(zhí)行的功能，從當前位置執(zhí)行到顯示指令結束，命令為： G 0D 程序執(zhí)行，可在屏幕上看到“F”字符的顯示。 注意，該命令中的“0D”是斷點地址，即指令“MOV AX , 4C00H”的保存位置，該命令會將該位置之前的所有指令執(zhí)行完畢。斷點地址必須是U命令可見的地址。 （8）修改存儲單元內容命令E 使用E命令將CHAR變量中的字符修改為“M”，命令為： E 0 M 或者使用命令 E 0 在提示下輸入M的ASCII碼4DH。 （9）查看存儲單元內容命令D 使用D命令查看所修改的內容，命令為： D 0 L1 （10）連續(xù)執(zhí)行命令G 從第一條指令開始重新執(zhí)行程序，使用G命令： G=0 10 指定程序執(zhí)行的區(qū)間，在屏幕上可以看到“M”字符的顯示。 （11）匯編命令A 在DEBUG下修改匯編語言程序，使用A命令： A 5 在給定的單元中輸入指令“MOV DL , 39”，兩次回車，返回到DEBUG提示符下。 （12）連續(xù)執(zhí)行命令G 重新執(zhí)行程序，使用G命令： G=0 指定程序執(zhí)行的區(qū)間，在屏幕上可以看到“9” 字符的顯示