实验五

实验准备：

复习第六章内容，了解实验内容，下载邮箱中的实验框架

实验一

1.实验代码：

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

2.对程序进行编译，连接，用Debug加载：

3.先用r命令查看寄存器。可以看到CX寄存器中的值为42，但这还包括数据段和栈段，数据段有8个数据，16个字节，即10h,栈段也是16个字节，即10h。所以代码段长度为42-20=22h,

CS:IP = 076C:0000,用u命令进行反汇编；

然后g命令，g 001D执行mov ax 4c00h之前的内容；

最后用d命令查看内存中的内容：

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

23 01 56 04 89 07 BC 0A-EF 0D ED 0F BA  0C 87 09

②CPU执行程序，程序返回前，cs=076C,ss=076B,ds=076A.

③设程序加载后，code段的短地址为x，则data段的短地址为x-2，stack段的短地址为x-1

实验二

1.实验代码:

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

2.重复和实验一的操作balabala，编译链接执行，debug ex5_2，

用r命令查看寄存器内容，u命令 u 0000 0021，g 001D执行到mov ax，4c00h之前的内容，d命令查看内存：

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

23 01 56 04 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00

②CPU执行程序，程序返回前，cs=076C,ss=076B,ds=076A.

③设程序加载后，code段的短地址为x，则data段的短地址为x-2，stack段的短地址为x-1

④对于如下定义的段：

name segment

...

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[(N+15)/16]*16。

其实我也不太懂，下面是我在百度文库里看到的详细解释……

 

在8086CPU架构上，段是以paragraph(16-byte)对齐的。程序默认以16字节为边界对齐，所以不足16字节的部分数据也要填够16字节。“对齐”是alignment，这种填充叫做padding。16字节成一小段，称为节

这首先要从8086处理器寻址原理说起。

 

8086这种处理器有二十根地址线（20个用于寻址的管脚），可以使用的外部存储器空间可达1MB（00000H～FFFFFH）。 但是，8086内部的寄存器都是16位的，用任何一个寄存器（比如BX或SI），都无法直接寻址8086所支持的1M地址空间，因为16位寄存器只能表示640KB的空间范围（0000～FFFFH）。

 

所以，Intel想了一个方法，设计出了CS/DS/ES/SS这几个段地址寄存器，用段地址寄存器与普通寄存器组合，来寻址1MB的地址范围，即：对于CPU取指来说，用CS:IP组合来寻址下一个要执行的指令（也在存储器中）；对于堆栈操作PUSH/POP来说，用SS:SP组合来表示当前栈指针（栈也在存储器中）；对于数据操作指令来说，用默认的DS/ES或指定的段地址（段前缀指令）与偏移量寄存器组合寻址。

组合后的实际地址＝段寄存器内容×16＋偏移量寄存器内容

 

从这个公式可以看到，每一个段的地址都对齐在16的倍数上。比如DS=1234H，则这个段就从 1234H×16＋0000H＝12340H开始，最大到1234H×16＋0FFFFH＝2233FH为止。

二、对同一个内存地址，有不同的段:偏移量组合方法，比如2233FH这个地址，既可以表示为1234H:0FFFFH（在1234H段中），也可以表示为2233H:0000FH（在2233H段中）。

那么，如果汇编程序中有下面两个连续的段定义，汇编编译程序会怎么做呢？

name1 segment 
d1 db 0 
name1 ends 
name2 segment 
d2 db 0 
name2 ends

编译程序可以将name1和name2编译成一个段，d1和d2在内存中连续存放，这样可以节省内存空间。比如编译程序以name1为基准，将name1作为一个段的起始，程序加载后会被放在xxxx0H的地方，那么d1就放在该段偏移地址为0字节的位置，d2就放在该段偏移为1字节的位置。 

 

这样的处理方式虽然可能会节省一点内存空间，但是对于编译器的智能化要求太高了，它必须将源程序中所有引用到name2和d2的地方，全部调整为以name1段为基准，这实在是太难了，而且也节省不了几个字节的空间，编译器是不会干这种吃力不讨好的事的。

 

编译器实际的处理方式是将name1中的所有内容放在一个段的起始地址处，name2里的所有内容放在后续一个段的起始地址处（这也是汇编指令segment的本义：将不同数据分段）。这样，即使name1中只包含一个字节，也要占一个段（16个字节），所以，一个段实际占用的空间＝（段中字节数＋15）/ 16。

所以，8086处理器的内部寻址原理和汇编程序编译器共同决定了segment定义的段必须放在按16的倍数对准的段地址边界上，占用的空间也是16的倍数。

 

实验三

1.实验代码：

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

2.重复实验一二的操作

编译链接执行，debug ex5_3，

用r命令查看寄存器内容，u命令 u 0000 0021，g 001D执行到mov ax，4c00h之前的内容，d命令查看内存：

①CPU执行程序，程序返回前，data段中的数据为多少？

23 01 56 04 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

②CPU执行程序，程序返回前，cs=076C,ss=076E，ds=076D.

③设程序加载后，code段的短地址为x，则data段的短地址为x+3，stack段的短地址为x+4。

实验四

如果将（1），（2），（3）题中的最后一条伪指令end start改为end（也就是说，不指明程序的入口个），则哪个程序仍然可以正确执行？请说明原因。

以实验3先为例，重复操作得到结果和之前一致：

这里我觉得改了和没改应该一样吧，再把实验一和实验二验证一下：

但是实验三可以正确执行，但是实验一和实验二反汇编后不能正确执行，查看源代码

3个实验的差异是实验3将代码段写在数据段和栈段之后，第1、2个实验数据段和栈段不是有效指令，如果不指定代码段入口，CPU会把数据当作指令来通过CS:IP指向。

如果没有end start就会默认以IP=0开始执行，而不是从start开始执行。

而实验内容（3）的data和stack都在code之后，所以IP本来就为0，可以正确执行。

实验五

1.实验代码：

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 8 dup(0)
c ends        ; 
code segment
start:
         mov ax,a
         mov ds,ax 

         mov ax,b
         mov ss,ax 

         mov ax,c
         mov es,ax 

         mov bx,0
         mov cx,8
    s:  
       mov al,ds:[bx]
        add al,ss:[bx]
         mov es:[bx],al
         
         inc bx      
         loop s

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

2.编译连接执行，再用r查看寄存器内容，用u命令进行反汇编：

3.用g命令执行到000A，再用D命令查看a和b中的数据（一开始看错了执行到0008，然后查看ss寄存器中的数据发现不对……）：

4.最后执行到0020再查看es中的数据发现a和b已经相加：

实验六

1.实验代码：

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 8 dup(0)
b ends

code segment
start: 
     mov ax,a
     mov ds,ax
     mov ax,b
     mov ss,ax
     mov sp,10h
     mov bx,0
     mov cx,8
s:
    push ds:[bx]
    add bx,2
    loop s
    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end start

2.编译连接执行，r查看寄存器，u反汇编：

3.先执行到g 0005查看a中数据：

4.再g 001A执行完查看ss中内容：

发现b的8个字单元为a段前8个字节的逆序，程序完成

总结与体会

①这次实验时间比较长，反复的操作让我对汇编调试更加熟练

②课堂上的内容还是需要通过实验来巩固加深的，虽然这次实验很长而且到后面我其实有点烦躁，但是学习的过程并不是一个愉快的过程，而且很多之前不熟悉的操作现在也比较熟练了

实践才能学有所得