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实验一

(1/2) DEBUG 调试功能及其操作

一. 基础性实验

1. 实验目的

  1. 熟悉 DEBUG 的功能,运行并掌握其常用命令.
  2. 掌握用 DEBUG 调试程序的方法.

2. 实验内容

DEBUG 的加载及其常用命令 (D E F R G A T U N L W Q) 的使用情况.

3. 实验仪器设备

  • 硬件环境: AMD Ryzen 9.
  • 软件环境: Windows XP Pro SP3 (in VMware Workstation 16 Pro).
  • 调试程序: DEBUG.EXE.

4. 实验步骤

(1) 进入Debug程序环境

在 VMware Workstation 16 Pro 中使用 Windows XP Pro SP3 镜像(SHA256 39430C2B8DD5C21BBD5AF9116573F8C574AE896CE31D47280914EF268F01E33F)安装虚拟机. 复制相关文件到虚拟机, DEBUG.EXE 可直接双击打开. 也可使用 Dosbox ,相关配置如下.

[sdl]
fullscreen=false
fulldouble=false
fullresolution=3840x1920
windowresolution=1920x1080
output=overlay
autolock=true
sensitivity=100
waitonerror=true
priority=higher,normal
mapperfile=mapper-0.74.map
usescancodes=true

输入程序命令:

-a
mov ax,1234
mov bx,1111
add ax,bx
(2) 运行程序命令
-t
-t
-t
-t=100
-t=100,3

-g=100,108

-n qwq
-r bx
:0000
-r cx
:ffff
-w
dir

(3) 装入文件命令
-n qwq
-l
(4) 反汇编
-u
(5) 显示存贮单元命令
-d 100 140

使用 hexdump 查看文件QWQ:

(6) 其它命令
-e ds:110
00 01 10 11 32 33  ff ff
-f 0adc:0120 L f 'Qw'
-d 100 13f
-w

再次使用 hexdump 查看文件QWQ:

5. 思考题

(1) DEBUG 中 T=100 与单独的 T 指令有何不同? 100 的含义是什么? T=100,3 指令中的 3 有何含义? 应如何应用?

T=100 满足 T[=address] 格式,将会从 address (即 CS:0100 )单元中的指令开始单步执行; address 缺省值为 CS:IP ,即单独使用 T 将会从 CS:IP 单元中的指令开始单步执行. 100 是指令指针位置. T=100,3 指令中的 3 表示执行三步.

(2) DEBUG 中 G=100,108 命令的 100,108 的含义是什么? 说明 T 与 G 命令的异同.

在 CS:0108 处设置断点并从 CS:0100 开始执行程序. T 为单步执行, G 为连续执行.

(3) 说明 D 与 U 命令的区别.

D 直接以十六进制显示文件内容, U 显示反汇编所得指令.

二. 加强型实验

1. 实验目的

  1. 利用 DEBUG 掌握有关的命令.
  2. 利用 DEBUG 运行简单的程序段.

2. 实验内容

用命令 A 汇编下列程序段,并将程序写到硬盘上,然后调试程序段,观察程序段能否完成指定功能.若不能,说明原因,并修改程序.

(1) 内存操作数及各种寻址方式使用
MOV AX,1000
MOV [1200],AX
MOV BX,1202
MOV BYTE PTR[BX],20
MOV DL,39
INC BX
MOV [BX],DL
DEC DL
MOV SI,3
MOV [BX+SI],DL
MOV [BX+SI+1],DL
MOV WORD PTR[BX+SI+2],1234
(2) 多字节加法程序
        MOV DI,1234
        MOV CX,8
        MOV SI,2234
        CLC
Again:  MOV AL,[SI]
        ADC [DI],AL
        INC SI
        INC DI
        LOOP Again
(3) 移位操作
MOV AL,06
SHL AL,1
MOV BL,AL
MOV CL,2
SHL AL,CL
ADD AL,BL
(4) 数据串移动

用 A 命令 DB 伪指令在 1000H 键入下列字符串: This's a string.. 用 A 命令键入下列程序:

    MOV SI,1000
    MOV DI,2000
    MOV CX,0FH
LOP:MOV AL,[SI]
    MOV [DI],AL
    INC SI
    INC DI
    LOOP LOP
    INT 20

3. 实验仪器设备

  • 硬件环境: AMD Ryzen 9.
  • 软件环境: Windows XP Pro SP3 (in VMware Workstation 16 Pro).
  • 编辑程序: Visual Studio Code 1.62.3.
  • 调试程序: DEBUG.EXE.

4. 实验步骤

(1) 内存操作数及各种寻址方式使用

原程序需要将中文标点修改为英文标点. 运行和查看结果:

-a
# 程序段
-g 120
-d 1200 120f

立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、寄 存器相对寻址等寻址方式的样例.

(2) 多字节加法程序

修改后程序:

MOV DI,1234
MOV CX,8
MOV SI,2234
CLC
MOV AL,[SI]
ADC [DI],AL
INC SI
INC DI
LOOP 010A

运行和查看结果:

-a
# 程序段
-d 1230 123f
-d 2230 223f
-g 112
-d 1230 123f
-d 2230 223f

将 DS:1234 处(小端模式)存储的 64-bit 整数与 DS:2234 处(小端模式)存储的 64-bit 整数相加并存回 DS:1234 处.

(3) 移位操作

原程序不需要修改. 运行和查看结果:

-a
# 程序段
-g 10C

计算 $((6<<1)+(6<<(1+2))).$

(4) 数据串移动

修改后程序:

MOV SI,1000
MOV DI,2000
MOV CX,0F
MOV AL,[SI]
MOV [DI],AL
INC SI
INC DI
LOOP 109

运行和查看结果:

-a
# 程序段
-a 1000
db "This's a string."
-g 111
-d 2000 201f

将 1000H 处开始的 0x0f 个字节(即字符串 This's a string. )复制至 2000H 处.

5. 思考题

(1) 假设某内存单元的内容为 CCH, 试问该内容如看作一条指令/无符号数/带符号数,那将分别表示什么? 不查看教材中的指令系统代码,如何在 DEBUG 下知道 CCH 表示一条什么指令?

指令: INT 3; 无符号数: $204;$ 带符号数(8-bit): $-52.$

-e 100
cc
-u 100 100

(2) 在指令 MOV [BX],AX 中,操作数 [BX] 的寻址方式是什么？在 DEBUG 下执行完该指令后,如何查看执行结果?

寄存器间接寻址. 使用 D 命令查看相应地址数据.

(3) 可否随意在 DEBUG 提示符 － 后不带参数发出命令 G? 什么情况下使用命令 G 时，可不用 = 给出执行的首地址?

否. CS:IP 正确时.

(2/2)汇编语言上机环境及使用

一. 基础性实验

1. 实验目的

  1. 掌握汇编语言程序上机过程.
  2. 掌握汇编语言结构.
  3. 学习汇编语言的伪操作.
  4. 了解汇编程序、连接程序、DOS 系统装入和返回功能.
  5. 掌握用 DEBUG 调试汇编语言程序的方法.

2. 实验内容

编写完整的汇编语言程序: 从变量 DD1 开始存放 $3$ 个无符号字节数据,编制一个找出其中最大者存入 DD2 单元的源程序.

3. 实验仪器设备

  • 硬件环境: AMD Ryzen 9.
  • 软件环境: Windows XP Pro SP3 (in VMware Workstation 16 Pro).
  • 编辑程序: Visual Studio Code 1.62.3.
  • 调试程序: DEBUG.EXE.
  • 编译程序: MASM.EXE.
  • 连接程序: LINK.EXE.

4. 实验步骤

(1) 建立汇编语言程序源文件
(2) 汇编文件,形成目标模块

若文件有语法错误,根据错误提示,返回(1),修改源文件; 若无错,则形成 .OBJ 目标文件和 .LST 列表文件.

(3)连接目标模块,形成可执行文件

若有错,根据错误提示,返回(1),修改错误; 若无错,则形成 .EXE 可执行文件和 .MAP 映像文件.

(4)执行

DOS下直接键入可执行文件名,即可执行该程序. 若运行结果不对,需调试程序,查找原因:

  1. 返回步骤(1)查看源文件,查找错误,修改文件;
  2. 若无法通过查看源文件找出错误,可在 DEBUG 下调试 .EXE 文件,找出错误之处,再返回步骤(1)修改源文件.

可使用如下脚本快速编译连接运行:

@REM code by hyper
@REM edit by userElaina
set /p file="Enter file name: "
set CC=masm.exe
set LD=link.exe
echo _compile_
%CC% %file%.asm
echo _link_
%LD% %file%.obj
echo _execute_
%file%.exe
pause

5. 思考题

(1) 汇编语言程序中语句 END 后的标号作用是什么?

程序结束.

(2) 一个段的大小为多少? 一定是 64KB 吗? 如何在 DEBUG 下查看程序在内存的存放情况?

一个段的大小通常为 64KB. 不一定. 使用 D 命令查看.

二. 加强型实验

1. 实验目的

  1. 进一步熟悉 DEBUG 的使用方法.
  2. 掌握汇编语言程序的编辑/汇编/连接以及调试过程.

2. 实验内容

试编写一个汇编语言程序,要求对键盘输入的小写字母用大写字母显示出来.

3. 实验仪器设备

  • 硬件环境: AMD Ryzen 9.
  • 软件环境: Windows XP Pro SP3 (in VMware Workstation 16 Pro).
  • 编辑程序: Visual Studio Code 1.62.3.
  • 调试程序: DEBUG.EXE.
  • 编译程序: MASM.EXE.
  • 连接程序: LINK.EXE.

4. 实验步骤

  1. 编译和连接.
  2. 用 TYPE 命令显示(1)产生的 .LST 文件.
  3. 运行.
  4. 键入大量字符.
  5. 按 ESC 退出.

5. 思考题

(1) 若在源程序中把 INT 21H 的 H 省去,会产生什么现象?

正常编译连接,运行后无反应,一段时间后弹出错误.

(2) 把 INT 21H 4CH号功能改为 INT 20H, 行不行?

不行. 正常编译连接,运行后显示功能正常,但按 ESC 无法回到DOS,同时光标在界面内快速跳跃闪动,CPU消耗大幅度增加. 若直接双击运行,则按 ESC 时直接退出.
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