实验3 —— 编程、编译、连接、跟踪

最新推荐文章于 2023-05-24 15:49:18 发布

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#操作系统 #数据结构与算法

本文详细介绍了通过汇编语言实现字符输出的过程，包括直接修改显存和调用系统函数两种方法。实验中，作者深入探讨了mov指令的多种应用形式，并通过debug工具对程序进行调试，验证了字符输出和颜色控制的原理。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

实验

编写以下汇编源程序 t1.asm 并进行汇编、连接、运行、调试。

assume cs:code              # 1
code segment                # 2
        mov ah, 2           # 3
        mov dl, 3           # 4
        add dl, 30h         # 5
        int 21h             # 6
                            # 7
        mov ah, 2           # 8
        mov dl, 6           # 9
        add dl, 30h         # 10
        int 21h             # 11
                            # 12
        mov ah, 4ch         # 13
        int 21h             # 14
code ends                   # 15
end                         # 16

汇编、连接、运行的结果如下图所示:

可见该程序输出了 36，并结束程序返回了当前目录。
我将 # 4 的 3 和 # 9 行的 6 改为了 1 和 1，并汇编、连接、运行，结果如下图所示:

这次程序的运行结果变成了 11。
下面用 debug 对 T1.exe 调试:
- 用 r 命令查看 cx、ds 和 cs 的值
  
  cx 中存放的指令的字节数，下面用 u 命令验证，如下图所示:
  
  可见从偏移地址 0000 到 0015 内存中的内容是程序的汇编指令，正好是 16H 个字节，和 cx 中的值相同。
  
  除此之外，还可以发现 (cs) = (ds) + 10H，而这 10H 的空间存放了程序段前缀 (Program Segment Prefix (PSP))，它是 DOS 系统中用于存储程序状态的数据结构。
- 用 e 命令查看 PSP 的头两个字节，验证是否为 CD 20，如下图所示:
  
  验证的结果是肯定的，CD 20 对应的是 int 20h 操作码，它的作用是当 cs 指向 PSP 时，程序可以通过跳转到此位置来结束。对于正常情况, 应使用 int 21 和函数代码 4ch。
- 用 t 命令和 p 命令单步调试，如下图所示:
  
  我在本次实验中使用的 debug32 (DOS 中的 debug 也是虚拟的 8086 位环境，实际上是 32 位环境，不能运行 masm 中的 16 位 debug。又因为文件夹下的 debug 与系统的环境变量 debug 重名，且优先运行文件夹下的，才用了 debug32 (其实是懒得换路径)) 与真正的 debug 有一点区别。
  
  执行到这时输出了 1，如下图所示:
  
  继续单步调试:
  
  到这里又输出 1，且程序结束。

事实上，想要输出字符，只需将所需的字符加载到 dl 中，然后在 ah 中使用函数代码 2 调用中断；想要退出，只需将返回代码 (正常退出为零，错误为非零) 加载到 al，然后在 ah 中使用函数代码 4ch 调用中断。

编写以下汇编源程序 t2.asm 并进行汇编、连接、运行、调试。

mov 指令对内存单元有以下几种形式 (本表引自老师的课件第3章内存访问)

mov指令形式实例
mov 内存单元, 常数 mov [1], byte ptr 3
mov 内存单元, 寄存器 mov [1], ax
mov 内存单元, 段寄存器 mov [1], ds
常数需要写清楚类型，以免歧义。

mov指令形式	实例
mov 内存单元, 常数	mov [1], byte ptr 3
mov 内存单元, 寄存器	mov [1], ax
mov 内存单元, 段寄存器	mov [1], ds

assume cs:code              # 1
code segment                # 2
        mov ax, 0b800h      # 3
        mov ds, ax          # 4
                            # 5
        mov bx, 0           # 6
        mov cx, 0433h       # 7         ; # 7 行和 # 8 行也可写作
        mov [bx], cx        # 8         ; mov word ptr [bx], 0433h
                            # 9
        add bx, 2           # 10
        mov cx, 0436h       # 11        ; # 11 行和 # 12 行也可写作
        mov [bx], cx        # 12        ; mov word ptr [bx], 0436h
                            # 13
        mov ax, 4c00h       # 14
        int 21h             # 15
code ends                   # 16
end                         # 17

汇编、连接、运行的结果如下图所示:

右上角出现了红色的 36
现在将 # 7 行的 0433h 改为 0432h, # 11 行的 0436h 改为 0439h，并汇编、连接、运行，结果如下图所示:

这次变成了红色的 29，可以确信参数的后两位是输出字符的 ASCII 码值。
现在将 # 7 行的 0433h 改为 0333h, # 11 行的 0436h 改为 0336h，并汇编、连接、运行，结果如下图所示:

右上角出现了青色的 36，可以确定前两位与字符的颜色有关。
这里我把该实验与实验 1 的任务 4 一起讨论:

我用 debug 对 T2.EXE 调试，先使用 g 命令跑完程序，再用 d 命令查看从 0b800:0000 开始的地址单元，结果如下图所示:

可以发现程序中的 0436h 和 0336h 倒序存储在内存中，也就是说程序中参数是按照先颜色后字符写的，而内存是先字符后颜色存储。而且 0b800:0000 是显存的首地址，地址代表了在屏幕上的位置。

现在再用 debug 直接在屏幕左上角输出青色 36，结果如下图所示:

发现也是可行的，这样的话实验 1 的任务 4 的现象就解释的通了。

还有一点，由于这个实验使用了 ax，所以在退出时使用 mov ax, 4c00h 将 al 的值改回了 0，不然系统会报错，这与之前的解释也是一致的。