实验1 用机器指令和汇编指令编程
一、实验目的
1. 熟练掌握使用debug工具编写和调试x86汇编命令的方法
2. 掌握8086CPU、寄存器、内存的基础知识
3. 理解并掌握内存中多字节数据的存放：小端法 4. 理解并掌握「栈」内存空间的特性和使用 5. 掌握指令mov, add, sub, jmp, push, pop的基础用法
二、实验准备
1. 复习教材第1~2章内容，完成教材内相关检测点
2. 复习教材第3章「栈」的知识：栈的特性、寄存器 SS 和 SP、指令 push 和 pop ，完成教材 3.6~3.9 节内的问题 3.6~3.12，检测点 3.1~3.2 3. 结合教材实验1（P35）和课程QQ群文件中的文档，学习debug工具用法。 在课程QQ群文件->工具软件及相关文档说明文件夹，有如下文档： 关于汇编实验软件的简要说明.pdf debug工具简介及用法.pdf
三、实验内容
1. 教材实验1（P35） 练习教材P35-45「预备知识:Debug的使用」，学习debug启动、退出及常用指令用法； 在练习基础上，完成「2. 实验任务」 提示&说明*: 这里共有4个小的实验任务。每一项任务在教材前序内容或者练习中都有提示线索。所以，建议你 先认真完成「二、实验准备」中要求的内容及debug工具练习，再着手做「2. 实验任务」，会更 高效。比如： 实验任务(1)：可参照教材P41-43的(7) E命令和U命令完成； 实验任务(2)：与教材P20的检测点(2)相似且相关；
2. 教材实验2（P71） 练习「1.预备知识:Debug 的使用」 在练习基础上，完成「2. 实验任务」 为了便于验证实验结果，对「2. 实验任务」的(1)做如下两点调整： ① 在使用 a 命令输入指令调试之前，先使用 e 命令将内存单元 0022:0 ~0022:7连续 8 个字 节数据修改为 50H, 51H, 52H, 53H, 54H, 55H, 56H, 57H ② 将 P74 实验任务(1)中第1行的 mov ax, ffff → 改为 mov ax, 0022 实验前，请先从理论上分析指令执行后各个填空处的值，并记录下来。 实验时，通过在debug中调试，观察实验结果与理论分析是否一致；如果存在不一致的情形，尝试 发现问题所在，并分析原因。
四、实验结论
1. 教材实验1结论 此部分书写内容： 教材实验1中「2. 实验任务」（P45）
实验任务(1) 机器码数据较多，只用前4行实验即可。 用t命令和a命令两种方式，写入内存。用t命令单步调试。
| 机器码 | 汇编指令 |
| b8 20 4e | mov ax,4E20H |
| 05 16 14 | add ax,1416H |
| bb 00 20 | mov bx,2000H |
| 01 d8 | add ax,bx |
用e命令将指令写入内存，并用d命令查看，同时使用u命令反汇编
用a命令写入指令
通过T命令逐步单步调试，得到结果如下：
在T命令执行时，注意CS：IP的指向，可以用r命令修改cs：ip的值，也可以对T命令追加参数 : t=0：200
实验任务(2) 将下面3条指令写入从2000:0开始的内从单元中，利用这3条指令计算2的8次方。
mov ax,1 add ax,ax jmp 2000:0003
用a命令写入:
因为单步调试较多，所以只截调试开始和调试出正确结果的部分:
通过加法的不断跳转从而实现乘法，2^8=16^2 即0100H
实验任务(3) 查看内存中存放的内容：PC机主板上的ROM中写有一个生产日期，在内存FFF00H~FFFFFH的某几个单元中，请找到这个生产日期并试图改变它
通过D指令查看到是1992-01-01年的生产日期
尝试修改：
通过E指令试图改变它但是没有成功，因为C0000~FFFFF为各类ROM地址空间，该部分内容只可读取，不可改变。
实验任务(4) 向内存从B8100H开始的单元中填写数据，如：
-e B810:0000 01 01 02 02 03 03 04 04
修改了内存后出现的现象：
填写不同内容：
改变地址：
在该内存填写数据不同，显示的图形和颜色不同；修改的地址不同，显示的位置不同。A0000~BFFFF为显存地址空间，向该部分中写入的数据，会被显示卡输出到显示器上。
2. 教材实验2结论 此部分书写内容： 教材实验2中「2. 实验任务」（P74）
实验任务(1)
① 截图记录：使用 e 命令修改 内存单元0022:0~0022:f 中的数据，及修改后查看是否正确 写入的操作
② 截图记录：使用 a 命令输入的 p74 指令
③ 截图记录：每一行指令单步调试（如单步调试步骤多，可分屏截图，但不要有遗漏）
④ P74 中指令执行后各个寄存器填空结果，以在文档中手工标注或手机拍照截图方式复制在 文档中。 对于③单步调试的观察，与理论上分析的结果进行比较，检验是否一致。如不一 致，分析原因。
| mov ax,[0] | ax=5150 | |
| add ax,[2] | ax=A4A2 | |
| mov bx,[4] | bx=5554 | |
| add bx,[6] | bx=ACAA | |
| push ax | sp=00FE | 修改后的内存单元地址是 2200：00FE 内容为A4A2 |
| push bx | sp=00FC | 修改后的内存单元地址是 2200：00FC 内容为ACAA |
| pop ax | sp=00FE | ax=ACAA |
| pop bx | sp=0100 | bx=A4A2 |
| push [4] | sp=00FE | 修改后的内存单元地址是 2200：00FE 内容为5554 |
| push [6] | sp=00FC | 修改后的内存单元地址是 2200：00FC 内容为5756 |
实验任务(2)
① 截图记录图 3.19 中使用 a命令输入的 7 行指令，使用 e 命令修改 2000:0~2000:f 的值， 及修改后查看的部分
② 单步调试每一行汇编指令的截图。每一条指令单步调试后，都使用 d 命令查看 2000:0~2000:f 的值。观察每一条指令执行后相关寄存器值的变化，及 2000:0~2000:f 单元 值的变化，并思考原因。
指令mov sp,10被自动执行，现阶段我们可了解：Debug的T命令在执行修改寄存器SS的指令时，下一条指令也紧接着被执行。
其中2000：0~2000：f发生改变的内容中，01A3未知，0B39，0108是cs，ip，而2000指的是ax
这里ax寄存器的内容发生改变 ax=3123 cs：ip=0B39：010B
执行完push ax后，ax=3123入栈，ax,ip,cs的值上移
执行mov ax，3366后，ax的值发生改变
执行完push ax后，ax=3366入栈，ax,ip,cs的值上移，遵守栈的后进先出原则，3366在3123之前
以文字方式陈述：
① 前3行汇编指令的功能，特别是，mov sp, 10意味着什么？初始时栈顶和栈底分别是？
mov ax，2000 //将2000送入ax mov ss，ax //将2000送入ss mov sp，10 //初始化栈顶，将栈顶偏移地址设置为0010
初始化时栈顶为2000：0010，栈底为2000：000E
② 基于单步调试观察到的变化，给出你对此的思考及可能原因
为了保证栈的完整性，CPU将与栈相关的变量一起存到了该内存空间内，如ax，cs，ip等
Debug的T命令在执行修改寄存器SS的指令时，下一条指令也紧接着被执行。
