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、实验准备
实验前，请复习/学习教材以下内容：
第9章 转移指令的原理
第10章 call和ret指令
第11章 标志寄存器
三、实验内容
1. 实验任务1 教材「实验9 根据材料编程」(P187-189)
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!'。
代码：
assume cs:code data segment db 'welcome to masm!' db 2,36,113 ;分别对应示绿色、绿底红色、白底蓝色 data ends code segment start: mov ax,data mov ds,ax mov bx,0b872H mov es,bx mov cx,3 ;设置外层循环次数 mov bx,0 ；记录当前输出的行数 s1: push cx ；双层循环利用栈 mov cx,16 ；根据输出的字符长度确定内层循环的次数 mov di,0 mov si,0 s: mov al,[si] ；存放内容信息 mov es:[di],al mov ah,[16+bx] ；存放颜色信息 mov es:[di+1],ah inc si add di,2 loop s inc bx mov ax,es ；换行 add ax,0ah mov es,ax pop cx loop s1 mov ax,4c00h int 21h code ends end start
80×25的彩色字符模式，即一屏25行80列。要输出在屏幕中央并且输出三行，应该从第十一行开始输出，第十一行的偏移地址为1760(十进制)，需要输出在中央，所以字符也应当水平居中，要输出的字符占32字节（包括颜色属性）。一行160字节，（160-32）/2=64，64+1760=1824，对应的十六进制为720h，所以显存中的段地址为B872h。
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。
子程序printSar 功能：
以指定颜色在屏幕上（从屏幕左上角开始）输出字符串
要求：字符串以0结尾
入口参数 字符串的起始地址—> ds: si
其中，字符串所在段的段地址—> ds, 字符串起始地址 的偏移地址—> si
字符串颜色—> al 出口参数：无
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、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：
line19-22, line36-39，这组对称使用的push、pop，这样用的目的是什么？ line30的功能是什么？
修改后运行结果：
对称使用push，pop的目的是暂存寄存器的内容防止程序运行时修改内容无法恢复。line30的目的是将字符和颜色属性送入显存中。
3. 实验任务3
使用任意文本编辑器，录入汇编源程序task3.asm。
子程序num2str：
功能：把0~2559之间的任意整数转换成数字字符串，例如，把1984转换成'1984'
入口参数 要转换的整数 —> ax
数字字符串的起始地址 —> ds:di （其中：数字字符串所在段的段地址—> ds，字符串 起始地址的偏移地址—>di）
出口参数：无
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
阅读源代码，理解子程序num2str的汇编实现。
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。
检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：
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。
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 si, offset str 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 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
运行截图：
改变line3的值为2020：
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
汇编、链接、运行程序，输入一个字符串并以#结束（比如，2020, bye#)观察运行结果。
结合运行结 果，理解程序功能，了解软中断指令。
具体地： line12-19实现的功能是？ line21-27实现的功能是？
运行结果：
line12-19实现的功能是调用int21 1号子功能从键盘读入字符，若字符不等于#则继续读入，若字符等于#则停止读入执行next代码段。
line21-27实现的功能是调用int21 2号子功能在屏幕上输出第一次输入的内容。
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。
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。
设置断点：
反汇编代码：
#include <stdio.h> int sum(int, int); int main() { 00F217B0 push ebp 00F217B1 mov ebp,esp 00F217B3 sub esp,0E4h 00F217B9 push ebx 00F217BA push esi 00F217BB push edi 00F217BC lea edi,[ebp-0E4h] 00F217C2 mov ecx,39h 00F217C7 mov eax,0CCCCCCCCh 00F217CC rep stos dword ptr es:[edi] 00F217CE mov ecx,offset _D0D8FC35_源@cpp (0F2C003h) 00F217D3 call @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0F2130Ch) int a = 2, b = 7, c; 00F217D8 mov dword ptr [a],2 00F217DF mov dword ptr [b],7 c = sum(a, b); 00F217E6 mov eax,dword ptr [b] 00F217E9 push eax 00F217EA mov ecx,dword ptr [a] 00F217ED push ecx 00F217EE call sum (0F2116Dh) 00F217F3 add esp,8 00F217F6 mov dword ptr [c],eax return 0; 00F217F9 xor eax,eax } 00F217FB pop edi 00F217FC pop esi 00F217FD pop ebx 00F217FE add esp,0E4h 00F21804 cmp ebp,esp 00F21806 call __RTC_CheckEsp (0F21235h) 00F2180B mov esp,ebp 00F2180D pop ebp 00F2180E ret
int sum(int x, int y) { 00F21740 push ebp 00F21741 mov ebp,esp 00F21743 sub esp,0C0h 00F21749 push ebx 00F2174A push esi 00F2174B push edi 00F2174C lea edi,[ebp-0C0h] 00F21752 mov ecx,30h 00F21757 mov eax,0CCCCCCCCh 00F2175C rep stos dword ptr es:[edi] 00F2175E mov ecx,offset _D0D8FC35_源@cpp (0F2C003h) 00F21763 call @__CheckForDebuggerJustMyCode@4 (0F2130Ch) return (x + y); 00F21768 mov eax,dword ptr [x] 00F2176B add eax,dword ptr [y] } 00F2176E pop edi 00F2176F pop esi 00F21770 pop ebx 00F21771 add esp,0C0h 00F21777 cmp ebp,esp 00F21779 call __RTC_CheckEsp (0F21235h) 00F2177E mov esp,ebp 00F21780 pop ebp 00F21781 ret
参数传递的方式是先将参数存入寄存器，再从右向左压入栈中，通过call命令调用函数，执行加法后将结果存入存储器最后返回主函数。
