《汇编语言》第4版.王爽 Lab 全集

发布于 2023-08-22 # 汇编

Assembly Language Lab In 8086PC

使用教材：《汇编语言》第 4 版 - 王爽

环境搭建

由于王爽的《汇编语言》是以 Intel 8086 CPU为基础进行教学的，全书处于实模式（Real Mode）中进行讲解，在 Real Mode 下 CPU 以 16 位模式运行，可以访问 1MB 的物理内存，并且没有内存保护的机制，可以随意访问和修改其他程序的内存，这是相当的有利于我们学习~

而现代的操作系统，如 Windows10、Windows11 通常使用的是保护模式（Protected Mode）和长模式（Long Mode），这也就意味着我们想要运行书中的汇编代码，需要使用模拟器（DOSBox）去模拟早期的 DOS 操作系统环境。

下面进入正题，将介绍如何在现代的操作系统中搭建 8086CPU 的环境

下载并安装 DOSBox
下载 DEBUG.COM 文件并放入 [Your Folder] 内，注意[Your Folder] 指的是你自己的文件夹路径，请将此替换成你自己的路径，如 D:\Debug 。 // 在MS-DOS中，扩展名为.COM 的文件通常是可执行的二进制文件，全称为”Command File”，即“命令文件”
配置 DOSBox
1. 打开配置文件：打开 DOSBox 的安装目录，双击运行DOSBox 0.74-3 Options.bat，成功运行后会自动打开配置文件 dosbox-0.74-3.conf。若你使用的是 Mac OS ，则可以直接打开配置文件 ~/Library/Preferences/DOSBox 0.73 Preferences，其余方法和 Windows 同理。
2. 添加启动后自动执行的命令：直接前往配置文件的底部，在[autoexec]下添加下面代码（记得改成自己的路径）

MOUNT C [Your Folder]
C:
DEBUG.com

最后保存文件然后退出。

做到这里，将DOSBox运行起来，不出意外的话会自动运行 debug 程序，可以输入 r 命令验证一下，效果如下，这样就大功告成啦~

实验1 查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程

(Register) 查看、改变CPU寄存器内容

r [register]

查看所有的 8086 寄存器的内容 r：

改变寄存器的内容 r [寄存器名称]：

(Dump) 查看内存

d [range]

d [段地址:偏移地址]
- 查看内存 10000H 处的内容：d 1000:0
- 查看内存 11451H 处的内容：d 1145:1
d [段地址:偏移地址] [长度]
- 查看 1000:0~1000:9 中的内容：d 1000:0 9
- 仅查看内存单元 10000H 中的内容：d 1000:0 0

(Enter) 改写内存内容

e address [list]

将内存 1000:0~~1000:9 单元中的内容分别写为1~~9: e 1000:0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
向内存 1000:10 处写入字符串”Hello, World”：e 1000:10 "Hello, World"

同理也可以在内存中写入机器码 e 1000:0 b8 01 00 b9 02 00 01 c8

机器码	对应的汇编指令
b80100	`mov ax,0001`
b90200	`mov cx,0002`
01c8	`add ax cx`

接下来我们可以用 u 命令进行反汇编d 200

(Unassemble) 将内存中的机器指令翻译成汇编指令

u [range]

u 1000:0:

(Trace) 执行一条机器指令

t [=address] [number]

在内存地址 1000:0 处执行并追溯两条指令：

(Assemble) 以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令

a [address]

从内存 1000:0 开始写入指令：

-a 1000:0
1000:0000 mov ax,1
1000:0003 mov bx,2
1000:0006 mov cx,3

实验2 用机器指令和汇编指令编程

实验任务 1

使用 Debug，将下面的程序段写入内存，逐条执行，根据指令执行后的实际运行情况填空

mov ax,ffff
mov ds,ax

mov ax,2200
mov ss,ax

mov sp,0100

mov ax,[0]            ;ax=C0EA
add ax,[2]            ;ax=C0FC
mov bx,[4]            ;bx=30F0
add bx,[6]            ;bx=6021

push ax               ;sp=00FE; 修改的内存单元的地址是 2200:00FE 内容为 C0FC
push bx               ;sp=00FC; 修改的内存单元的地址是 2200:00FC 内容为 6021
pop ax                ;sp=00FE; ax=6021   
pop bx                ;sp=0100; bx=C0FC

push [4]              ;sp=00FE; 修改的内存单元的地址是 2200:00FE 内容为 30F0
push [6]              ;sp=00FC; 修改的内存单元的地址是 2200:00FC 内容为 2F31

实验任务 2

观察下图中的实验过程，然后分析：为什么2000:0~2000:f中的内容会发生改变？可能要再做些实验才能发现其中的规律。如果你在这里就正确回答了这个问题，那么要恭喜你，因为你有很好的悟性。大多数的学习者对这个问题还是比较迷惑的，不过不要紧，因为随着课程的进行，这个问题的答案将逐渐变得显而易见。

2023-8-8 20:51:28：确确实实，执行了 MOV SS,AX 后 MOV SP 10 也会自动执行，栈内存会被填充一些数据，通过分析发现被填充的是 IP, DS 和 ES，但具体用处还有待研究

实验3 编程、编译、连接、跟踪

实验任务1

将下面的程序保存为 t1.asm 文件，将其生成可执行文件 t1.exe

assume cs:codesg

codesg segment

	mov ax,2000H
	mov ss,ax
	mov sp,0
	add sp,10
	pop ax
	pop bx
	push ax
	push bx
	pop ax
	pop bx

	mov ax,4c00H
	int 21H

codesg ends

end

由于我们使用的是 DOSBox，需要下载编译器(masm)，连接器(link)和编辑器(edit)，并且将其放到你所挂载的目录[Your Folder]，如 D:\debug

出于个人习惯问题，我比较喜欢用一些流行的编辑器，比如 Sublime Text。我们在 [Your Folder] 中新建个文件，并改名为 t1.asm，然后开始写代码。

写完代码之后，我们重启 DOSBox 以重新挂载目录，然后开始编译 masm c:\t1; 得到T1.OBJ，最后进行连接 link t1; 得到可执行文件 T1.EXE

实验任务2

用Debug跟踪 t1.exe 的执行过程，写出每一步执行后，相关寄存器的内容和栈顶的内容

答：

用 Debug 运行 t1.exe: debug T1.EXE

实验任务3

PSP的头两个字节是CD 20，用 Debug 加载 t1.exe，查看 PSP 的内容

答：

通过 r 命令我们可知 CS 为 04AD，那么PSP的地址则为 04ADH-10H=049D，查看其内存，发现开头两个字节确实如此

可以看到 PSP 的首个指令为 INT 20 ，是一个软中断（Software interrupt）指令，用于向 DOS 操作系统发出终止程序的请求。

实验4 `[bx]`和`loop`的使用

实验任务1

编程，向内存 0:200 ~ 0:23F 依次传递数据 0~63(3FH)

答：

assume cs:codesg

codesg segment

	mov ax,0
	mov ds,ax
	mov bx,200h
	mov cx,40h
s:  mov [bx],ax
	inc bx
	inc ax
	loop s
	
	mov ax,4c00h
	int 21h

codesg ends

end

实验任务2

编程，向内存 0:200 ~ 0:23F 依次传递数据 0~63(3FH)，程序中只能使用 9 条指令，9 条指令中包括 mov ax,4c00h 和 int 21h

答：

; Acknowledgement: chan_honman 
assume cs:codesg

codesg segment

	mov ax,20h
	mov ds,ax
	mov bx,0
	mov cx,40h
s:  mov [bx],bx
	inc bx
	loop s
	
	mov ax,4c00h
	int 21h

codesg ends

end

实验任务3

下面的程序的功能是将 mov ax,4c00h 之前的指令复制到内存 0:200 处，补全程序。上机调试，跟踪运行结果。
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
提示：

复制的是什么？从哪里到哪里？

复制的是什么？有多少个字节？你如何知道要复制的字节的数量？

答：

复制的是可执行文件的机器指令，从 cs 复制到内存 20:0 处，故第一个空填入 cs

通过 u 命令对程序进行反汇编，可得知每条指令对应的机器码和其所占用的字节数

inc register 这种类型的指令占用 1 Byte
mov register,register 和 loop 类型的指令占用 2 Byte，如 MOV DS,AX，对应的机器码为8ED8
mov register,value 这种类型的指令占用 3 Byte

assume cs:code

code segment

	mov ax,cs          ; 2B
	mov ds,ax          ; 2B
	mov ax,0020h       ; 3B
	mov es,ax          ; 2B
	mov bx,0           ; 3B
	mov cx,23          ; 3B
s:  mov al,[bx]        ; 2B
	mov es:[bx],al     ; 2B
	inc bx             ; 1B
	loop s             ; 2B
	mov ax,4c00h
	int 21h

code ends

end

计算逐个指令后，可得出 mov ax,4c00h 之前的指令共占 22 字节，又因为每次 loop 只会复制一个字节，则需要循环 23 次，故第二个空填入 23

实验 5 编写、调试具有多个段的程序

实验任务 1

将下面的程序编译、连接，用 Debug 加载、跟踪，然后回答问题。
assume cs:code,ds:data,ss:stack

data segment
	dw 0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h
data ends

stack segment
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0
stack ends

code segment

start: mov ax,stack
       mov ss,ax
       mov sp,16
       
       mov ax,data
       mov ds,ax
       
       push ds:[0]
       push ds:[2]
       pop ds:[2]
       pop ds:[0]
       
       mov ax,4c00h
       int 21h

code ends
end start
CPU执行程序，程序返回前，data 段中的数据为多少？

CPU 执行程序，程序返回前，cs=_____、ss=_____、ds=_____。

设程序加载后，code 段的段地址为 X，则 data 段的段地址为 _____，stack 段的段地址为 _____。

答：

0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h
CS=04AF, SS=04AE,DS=04AD
X-2, X-1

实验任务 2

将下面的程序编译、连接，用 Debug 加载、跟踪，然后回答问题。
assume cs:code,ds:data,ss:stack

data segment
	dw 0123h,0456h
data ends

stack segment
	dw 0,0
stack ends

code segment

start: mov ax,stack
    mov ss,ax
    mov sp,16

    mov ax,data
    mov ds,ax

    push ds:[0]
    push ds:[2]
    pop ds:[2]
    pop ds:[0]

    mov ax,4c00h
    int 21h

code ends
end start
CPU执行程序，程序返回前，data 段中的数据为多少？

CPU 执行程序，程序返回前，cs=_____、ss=_____、ds=_____。

设程序加载后，code 段的段地址为 X，则 data 段的段地址为 _____，stack 段的段地址为 _____。

对于如下定义的段：
name segement
...
name ends
如果段中的数据占 N 个字节，则程序加载后，该段实际占有的空间为 _____。

答：

23 01 56 04
CS=04AF, SS=04AE, DS=04AD
X-2, X-1
$[(N+15)/16]*16$

实验任务 3

将下面的程序编译、连接，用 Debug 加载、跟踪，然后回答问题。
assume cs:code,ds:data,ss:stack

code segment
start: 
	mov ax,stack
    mov ss,ax
    mov sp,16

    mov ax,data
    mov ds,ax

    push ds:[0]
    push ds:[2]
    pop ds:[2]
    pop ds:[0]

	mov ax,4c00h
	int 21h
code ends

data segment
	dw 0123h,0456h
data ends

stack segment
	dw 0,0
stack ends

end start
CPU执行程序，程序返回前，data 段中的数据为多少？

CPU 执行程序，程序返回前，cs=_____、ss=_____、ds=_____。

设程序加载后，code 段的段地址为 X，则 data 段的段地址为 _____，stack 段的段地址为 _____。

答：

仍不变，为：21 01 56 04 ...
CS=04AD, SS=04B1,DS=04B0
X+3, X+4

实验任务 4

如果将实验任务 1、2 和 3 题中的最后一条伪指令“end start”改为“end”（也就是说不指明程序的入口），则哪个程序仍然可以正常执行？请说明原因

答：

第三题的可以正常执行，因为它的代码段在前面，而前两题的程序都是数据段放在前面，没有标记程序的入口程序则会将 IP 指向到程序的最上方，也就是数据段，从而将数据段的机器码错误地当做指令去执行，那显然是错误的。

实验任务 5

程序如下，编写 code 段中的代码，将 a 段和 b 段中的数据依次相加到 c 段中。
assume cs:code
a segment
	db 1,2,3,4,5,6,7,8
a ends
b segment
	db 1,2,3,4,5,6,7,8
b ends
c segment
	db 0,0,0,0,0,0,0,0
c ends
code segment
start:
	?
code ends
end start

答：

首先能想到的最简单粗暴的办法就是不断的更换 DS 去计算 a 段和 b 段的数据，代码如下，显得非常冗余

assume cs:code
a segment
	db 1,2,3,4,5,6,7,8
a ends
b segment
	db 1,2,3,4,5,6,7,8
b ends
c segment
	db 0,0,0,0,0,0,0,0
c ends
code segment
start:
	mov cx,8
	mov bx,0

s:  mov dx,0

    mov ax,a
    mov ds,ax
    add dx,[bx]
    
    mov ax,b
    mov ds,ax
    add dx,[bx]
    
    mov ax,c
    mov ds,ax
    mov [bx],dx
    
    inc bx
	loop s

	mov ax,4c00h
	int 21h
code ends
end start

但通过前几个实验，我们可以知道 a 段和、b 段和 c 段都是可以通过计算而得出来的，如果a段的地址为X:0, 那么 b 段的地址则为 X:10, c 段的地址则为 X:20，那么我们就可以利用这个特性去简化代码了，如下：

assume cs:code

a segment
    db 1,2,3,4,5,6,7,8
a ends

b segment
    db 1,2,3,4,5,6,7,8
b ends

c segment
    db 0,0,0,0,0,0,0,0
c ends

code segment
start:
    mov ax,a
    mov ds,ax
    mov cx,8
    mov bx,0
    mov si,10h
    mov di,20h
s:  
    mov ax,[bx]
    add ax,[bx+si]
    mov [bx+di],ax
    add bx,2
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends

end start

实验任务 6

程序如下，编写 code 段中的代码，用 push 指令将 a 段中的前 8 个字型数据，逆序存储到 b 段中。
assume cs:code
a segment
	dw 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0ah,0bh,0ch,0dh,0eh,0fh,0ffh
a ends
b segment
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0
b ends
code segment
	?
code ends
end start

答：

根据题目的要求可知，我们将 b 段设为栈，长度为 16 字节，push 的时候刚好就可以将 a 段的前 8 个数据逆序，代码如下：

assume cs:code
a segment
    dw 1,2,3,4,5,6,7,8,9,0ah,0bh,0ch,0dh,0eh,0fh,0ffh
a ends
b segment
    dw 0,0,0,0,0,0,0,0
b ends
code segment
start:
    mov ax,b
    mov ss,ax
    mov sp,16
    mov cx,8
    mov ax,a
    mov ds,ax
    mov bx,0
s:  push [bx]
    add bx,2
    loop s

    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end start

实验 6 实践课程中的程序

实验任务 1

将课程中所有讲解过的程序上机调试，用 Debug 跟踪其执行过程，并在过程中进一步理解所讲内容。

实验任务 2

编程，完成问题7.9中的程序。

问题 7.9：将 datasg 段中每个单词的前 4 个字母改为大写字母

assume cs:codesg,ss:stacksg,ds:datasg

stacksg segment
  dw 0,0,0,0,0,0,0,0
stacksg ends

datasg segment
  db '1. display      '
  db '2. brows        '
  db '3. replace      '
  db '4. modify       '
datasg ends

codesg segment
  start: 
codesg ends

end start

答：

assume cs:codesg,ss:stacksg,ds:datasg

stacksg segment
  dw 0,0,0,0,0,0,0,0
stacksg ends

datasg segment
  db '1. display      '
  db '2. brows        '
  db '3. replace      '
  db '4. modify       '
datasg ends

stacksg segment
	dw 0,0,0,0,0,0,0,0
stacksg ends

codesg segment

  start: mov ax,stacksg
  	     mov ss,ax
  	     mov sp,16
  		 mov ax,datasg
  	     mov ds,ax
  	     mov cx,4
  	     mov bx,0
  	  s0:push cx
  	     mov cx,4
  	     mov si,0
      s: mov al,[bx+si+3]
         and al,11011111B
         mov [bx+si+3],al
         inc si
         loop s
         
         add bx,16
         pop cx
         loop s0
         
         mov ax,4c00h
         int 21h
         
codesg ends

end start

实验 7 寻址方式在结构化数据访问中的应用

Power idea 公司从 1975 年成立一直到 1995 年的基本情况如下

年份	收入(千美元)	雇员(人)	人均收入(千美元)
1975	16	3	?
1976	22	7	?
1977	382	9	?
1978	1356	13	?
1979	2390	28	?
1980	8000	38	?
…	…	…	…
1995	5937000	17800	?

data segment
   db '1975, 1976, 1977, 1978, 1979, 1980, 1981, 1982', '1983'
   db '1984, 1985, 1986, 1987, 1988, 1989, 1990, 1991, 1992'
   db 1993, 1994, 1995!
   ;以上是表示21年的21个字符串
   
   dd 16,22,382,1356,2390, 8000, 16000,24486,50065,97479,140417,197514
   dd 345980, 590827, 803530,1183000,1843000,2759000, 3753000, 4649000,5937000
   ;以上是表示21年公司总收入的21个 dword 型数据
   
   dw 3,7,9,13,28, 38,130,220,476, 778, 1001, 1442,2258,2793, 4037, 5635, 8226
   dw 11542, 14430,15257,17800
   ;以上是表示21年公司雇员人数的21个word型数据
data ends
table segment
  db 21 dup ('year summ ne ??)
table ends

实验 10 编写子程序

在指定的位置，用指定的颜色，显示一个用 0 结束的字符串。

参数：(dh)=行号，(dl)=列号

(cl)=颜色，ds:si 指向字符串的首地址。

assume cs:code
data segment
    db 'Welcome to masm!',0
data ends

code segment

start:  mov dh,8
        mov dl,3
        mov cl,2
        mov ax,data
        mov ds,ax
        mov si,0
        call show_str

        mov ax,4c00h
        int 21h
show_str:
        mov ds,b800h


code ends
end start

BLOG

Josh's Blog

《汇编语言》第4版.王爽 Lab 全集

Assembly Language Lab In 8086PC

环境搭建

实验1 查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程

(Register) 查看、改变CPU寄存器内容

(Dump) 查看内存

(Enter) 改写内存内容

(Unassemble) 将内存中的机器指令翻译成汇编指令

(Trace) 执行一条机器指令

(Assemble) 以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令

实验2 用机器指令和汇编指令编程

实验任务 1

实验任务 2

实验3 编程、编译、连接、跟踪

实验任务1

实验任务2

实验任务3

实验4 `[bx]`和`loop`的使用

实验任务1

实验任务2

实验任务3

实验 5 编写、调试具有多个段的程序

实验任务 1

实验任务 2

实验任务 3

实验任务 4

实验任务 5

实验任务 6

实验 6 实践课程中的程序

实验任务 1

实验任务 2

实验 7 寻址方式在结构化数据访问中的应用

实验 10 编写子程序

Assembly Language Lab In 8086PC

环境搭建

实验1 查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程

(Register) 查看、改变CPU寄存器内容

(Dump) 查看内存

(Enter) 改写内存内容

(Unassemble) 将内存中的机器指令翻译成汇编指令

(Trace) 执行一条机器指令

(Assemble) 以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令

实验2 用机器指令和汇编指令编程

实验任务 1

实验任务 2

实验3 编程、编译、连接、跟踪

实验任务1

实验任务2

实验任务3

实验4 [bx]和loop的使用

实验任务1

实验任务2

实验任务3

实验 5 编写、调试具有多个段的程序

实验任务 1

实验任务 2

实验任务 3

实验任务 4

实验任务 5

实验任务 6

实验 6 实践课程中的程序

实验任务 1

实验任务 2

实验 7 寻址方式在结构化数据访问中的应用

实验 10 编写子程序

实验4 `[bx]`和`loop`的使用