实验4 汇编应用编程和c语言程序反汇编分析

一、实验目的

1. 理解80×25彩色字符模式显示原理

2. 理解转移指令jmp, loop, jcxz的跳转原理，掌握使用其实现分支和循环的用法

3. 理解转移指令call, ret, retf的跳转原理，掌握组合使用call和ret/retf编写汇编子程序的方法，掌握

参数传递方式

4. 理解标志寄存器的作用

5. 理解条件转移指令je, jz, ja, jb, jg, jl等的跳转原理，掌握组合使用汇编指令cmp和条件转移指令实

现分支和循环的用法

6. 了解在visual studio/Xcode等环境或利用gcc命令行参数反汇编c语言程序的方法，理解编译器生成

的反汇编代码

7. 综合应用寻址方式和汇编指令完成应用编程

二、实验结论

1. 实验任务1

编程：在屏幕中间分别显示绿色、绿底红色、白底蓝色的字符串'welcome to masm!'。

assume cs:code,ds:data
data segment
db 'welcome to masm!'
db 02h,24h,71h ；三种颜色对应的16进制代码
data ends
code segment 
start:mov ax,data
      mov ds,ax 

      mov ax,0b800h
      mov es,ax ；设置显存段地址

      mov di,1824 ；附加段数据的偏移地址
      mov bx,16 ；获取颜色的偏移地址
      mov cx,3 ；设置循环次数为3

   s0:mov dx,cx ；将外层循环的cx值保存在dx中
      mov si,0 ；设置段数据的偏移地址
      mov cx,16 ；设置内层循环次数为16

    s:mov al,[si] ；获取字符数据
      mov ah,[bx] ；获取颜色数据
      mov es:[di],ax ；将彩色字符数据写入显存
      add di,2 ；附加段偏移地址增加2，便于下一个彩色字符的写入
      inc si ；取下一个字符数据
      loop s

      add di,128 ；写入下一行（一行160个字节，一个字符需要两个字节，减去32）
      inc bx ；取另一种颜色属性
      mov cx,dx ；用dx存放的外层循环的计数值恢复cx
      loop s0 ；外层循环的loop指令将cx中的计数值减1

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

汇编、链接、执行后实验结果：

 

2.实验任务2

编写子程序printStr，实现以指定颜色在屏幕上输出字符串。调用它，完成字符串输出。

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task2.asm。

assume cs:code, ds:data
data segment
    str db 'try', 0
data ends

code segment
start:
    mov ax, data
    mov ds, ax

    mov si, offset str
    mov al, 2
    call printStr

    mov ah, 4ch
    int 21h

printStr:
    push bx
    push cx
    push si
    push di

    mov bx, 0b800H
    mov es, bx
    mov di, 0
s:      mov cl, [si]
    mov ch, 0
    jcxz over
    mov ch, al
    mov es:[di], cx
    inc si
    add di, 2
    jmp s

over:   pop di
    pop si
    pop cx
    pop bx
    ret

code ends
end start

汇编、链接、运行程序，观察运行结果：

对源程序做如下修改：

把line3改为：

str db 'another try', 0

把line12改为：

mov al, 4

再次汇编、运行程序，观察运行结果：

基于运行结果，理解源代码，以及，组合使用转移指令call和ret实现子程序的原理与方法。具体地，在line18-40中：

1）line19-22, line36-39，这组对称使用的push、pop，这样用的目的是什么？

答：保护和恢复各寄存器的值，可以更好的利用寄存器空间。

2）line30的功能是什么？

答：line30行的代码内容为“mov es:[di], cx”。cx的低位存储字符的ASCII值，而高位存储字符颜色的属性值，所以line30的功能是将彩色字符写入地址为b800：0的显存中。

 3.实验任务3

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task3.asm。

assume cs:code, ds:data
data segment
        x dw 1984
        str db 16 dup(0)
data ends

code segment
start:
        mov ax, data
        mov ds, ax
        mov ax, x
        mov di, offset str
        call num2str

        mov ah, 4ch
        int 21h

num2str:
        push ax
        push bx
        push cx
        push dx

        mov cx, 0
        mov bl, 10
s1:
        div bl
        inc cx
        mov dl, ah
        push dx
        mov ah, 0
        cmp al, 0
        jne s1
s2:
        pop dx
        or dl, 30h
        mov [di], dl
        inc di
        loop s2

        pop dx
        pop cx
        pop bx
        pop ax

        ret
code ends
end start

子任务1

对task3.asm进行汇编、链接，得到可执行程序后，在debug中使用u命令反汇编，使用g命令执行

到line15(程序退出之前)，使用d命令查看数据段内容，观察是否把转换后的数字字符串'1984'存放

在数据段中str标号后面的单元。

反汇编：

观察发现成功把转换后的数字字符串‘1984’存放在数据段中str标号后面的单元。

子任务2

对task3.asm源代码进行修改、完善，把task2.asm中用于输出以0结尾的字符串的子程序加进来，

实现对转换后的字符串进行输出。

源代码：

assume cs:code, ds:data
data segment
        x dw 1984
        str db 16 dup(0)
data ends

code segment
start: mov ax, data
         mov ds, ax
         mov ax, x
         mov di, offset str
         call num2str
         mov al, 2 
         call printStr 

         mov ah, 4ch
         int 21h

num2str: push ax
              push bx
              push cx
              push dx

              mov cx, 0
              mov bl, 10

        s1: div bl
              inc cx
              mov dl, ah
              push dx
              mov ah, 0
              cmp al, 0
              jne s1

        s2: pop dx
             or dl, 30h
             mov [di], dl
             inc di
             loop s2

             pop dx
             pop cx
             pop bx
             pop ax
 
             ret

printStr: push bx
             push cx
             push si
             push di

             mov bx, 0b800H
             mov es, bx
             mov di, 0
             mov si, offset str  

         s: mov cl, [si]
             mov ch, 0
             jcxz over
             mov ch, al
             mov es:[di], cx
             inc si
             add di, 2
             jmp s

    over: pop di
             pop si
             pop cx
             pop bx
             ret

code ends
end start

再次汇编、运行程序，观察运行结果：

把task3.asm源代码中，line3中整数改成0~2559之间的任意数值，运行测试，观察结果。

将line3中整数改为2000

4.实验任务4

使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task4.asm。

assume cs:code, ds:data
data segment
        str db 80 dup(?)
data ends

code segment
start:
        mov ax, data
        mov ds, ax
        mov si, 0

s1:
        mov ah, 1
        int 21h
        mov [si], al
        cmp al, '#'
        je next
        inc si
        jmp s1
next:
        mov cx, si
        mov si, 0
s2:     mov ah, 2
        mov dl, [si]
        int 21h
        inc si
        loop s2

        mov ah, 4ch
        int 21h
code ends
end start

将上述的task4.asm汇编、链接得到程序task4.exe。运行此程序然后输入一个字符串并以#结束，程序运行结果如下所示：

结合运行结果，理解程序功能，了解软中断指令。具体地：

1）line12-19实现的功能是？

答：通过中断转移指令和条件跳转指令，从键盘中读取字符存入指定内存单元，直到遇到'#'结束。

2）line21-27实现的功能是？

答：将存放在data数据段中的字符打印到显示屏上，打印的字符个数就是读入的字符个数

5.实验任务5

在visual studio集成环境中，编写一个简单的包含有函数调用的c程序。代码如下：

#include <stdio.h>
int sum(int, int);

int main() {
    int a = 2, b = 7, c;

    c = sum(a, b);

    return 0;
}

int sum(int x, int y) {
    return (x + y);
}

在line7, line13分别设置断点，在调试模式下，查看反汇编代码。line6的反汇编代码如下图所示：

在调试模式下，查看反汇编代码：

line7的反汇编代码如下图所示：

line13的反汇编代码如下图所示：

 分析反汇编代码，从汇编的角度，观察高级语言中参数传递和返回值是通过什么实现的，以及，参数入栈顺序，返回值的带回方式，等等。

1）从汇编的角度来看，高级语言中参数传递和返回值都是通过栈实现的，数据从ptr [b]、ptr [a]传入eax、ecx等寄存器。

2）调用函数时，形参参数入栈自右向左。先借助寄存器，将参数b 的地址压入堆栈寄存器eax,再将参数a 的值压入堆栈寄存器ecx。

3）通过call命令调用sum函数，最后返回真正的值为eax，再传入双字数据ptr[c]，函数的返回值放在eax寄存器中，调用ret指令返回。