汇编语言（王爽第三版）实验1查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程
2017-05-10 16:28阅读：
实验前专题：开发环境搭建
目前我们能够搭建的开发环境：
【1】纯DOS环境（DOS6.22或以前版本）；使用Edit编辑器对汇编代码编辑；可以使用微软的masm汇编编译器编译和连接。以后实验中也多次使用纯DOS环境。这个模式可以使用实模式方式。随着操作系统发展，这种方式基本绝迹了。
【2】XP系统下的虚拟模式（笔者使用的环境，特意装的XP系统，太低的系统都不好找了）；使用notepad++
for
windows对汇编代码进行编辑（对C语言也使用这个写代码）；可以使用微软的masm汇编编译器编译和连接。debug程序在XP系统中自带的。
【3】通过Visual
Studio 这个强大的 IDE
来实现汇编程序的编译，运行和调试，至于 Visual Studio
就不多做介绍了。这个不利于初学者，我认为没有学习的感觉。
【4
】其他的一些集成实验环境，这里不介绍了。也不利于初学。
【5】高于XP系统版本的操作系统，我们需要DOS-BOX这个模拟程序来支持，如果在win7系统搭建汇编开发环境，请查阅相关介绍，这个窗口虽然可调，但是用着不爽。
实验1
查看CPU和内存，用机器指令和汇编指令编程
1.预备知识：Debug的使用
我们以后所有的实验中，都将用到debug程序，首先学习一下它的主要用法。
（1）什么是Debug？
Debug是DOS、Windows都提供的实模式（8086方式）程序的调试工具。使用它，可以查看CPU各种寄存器中的内容、内存的情况和在机器码级跟踪程序的运行。
知识小贴士：实模式和保护模式
intel的80286处理器于1982年问世了，它的地址总线位数增加到了24位，因此可以访问到16M的内存空间。更重要的是从此开始引进了一个全新理念--保护模式。这种模式下内存段的访问受到了限制。访问内存时不能直接从段寄存器中获得段的起始地址了，而需要经过额外转换和检查。为了和过去兼容，80286内存寻址可以有两种方式，一种是先进的保护模式，另一种是老式的8086方式，被成为实模式。系统启动时处理器处于实模式，只能访问1M空间，经过处理可进入保护模式，访问空间扩大到16M，但是要想从保护模式返回到实模式，你只有重新启动机器。还有一个致命的缺陷是80286虽然扩大了访问空间，但是每个段的大小还是64k，程序规模仍受到限制。因此这个先天低能儿注定寿命不会很久。很快它就被天资卓越的兄弟--80386代替了。
80386是一个32位的CPU，也就是它的ALU数据总线是32位的，同时它的地址总线与数据总线宽度一致，也是32位，因此，其寻址能力达到4GB。对于内存来说，似乎是足够了。从理论上说，当数据总线与地址总线宽度一致时，其CPU结构应该简洁明了。但是，80386无法做到这一点。作为X86产品系列的一员，80386必须维持那些段寄存器的存在，还必须支持实模式，同时又要能支持保护模式，这给Intel的设计人员带来很大的挑战。Intel选择了在段寄存器的基础上构筑保护模式，并且保留段寄存器16位。在保护模式下,它的段范围不再受限于64K，可以达到4G。这一下真正解放了软件工程师,他们不必再费尽心思去压缩程序规模，软件功能也因此迅速提升。
从8086的16位到80386的32位处理器，这看起来是处理器位数的变化，但实质上是处理器体系结构的变化，从寻址方式上说，就是从“实模式”到“保护模式”的变化。从80386以后，Intel的CPU经历了80486、Pentium、PentiumII、PentiumIII等型号，虽然它们在速度上提高了好几个数量级，功能上也有不少改进，但基本上属于同一种系统结构的改进与加强，而无本质的变化，所以我们把80386以后的处理器统称为IA32（32
Bit Intel Architecture）。
（2）我们用到的Debug功能
R命令查看、改变CPU寄存器的内容；
D命令查看内存中的内容；
E命令改写内存中的内容；
U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令；
T命令执行一条机器指令；
A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。
P命令 到了 int
21H，我们要用P命令执行；进入循环时用p命令也可以退出循环
G命令g命令调试时能跳到想去的地址，特别是调试循环代码时
Debug的命令比较多（详细请看资料），共有20多个，但这6个命令是和汇编学习密切相关的。在以后的实验中，我们还会用到一个P命令。
（3）进入Debug。（笔者使用的是XP系统）
直接在cmd窗口运行即可。
或在运行窗口键入cmd回车（书中win2000方式类似）
打开cmd窗口后，键入debug，如上图。
（4）用R命令查看、改变CPU寄存器的内容。由于开发环境的不同，cmd调试结果也是不同的，这里只是将它们的意义说明。
-r
AX=0000 BX=0000
CX=0000 DX=0000 SP=FFEE
BP=0000 SI=0000 DI=0000
DS=0B04 ES=0B04
SS=0B04 CS=0B04 IP=0100
NV UP EI PL NZ NA PO NC
0B04:0100 E80400
CALL
0107
看图说明：
【1】红色标记的是我们讲过的6中寄存器，其中ax，bx，cx，dx都是通用寄存器，但是它们也有特定的用途，以后慢慢了解。cs和ip寄存器是专门寄存器。
【2】0B04:0100 E80400
CALL
0107
含义：CS=0B04 IP=0100
也就是CPU将要读取的从0B04:0100开始内存单元的指令，这个指令机器码是：E80400；debug程序将这个机器码翻译成汇编指令是CALL
0107
理解：这个CPU指向的地址cs：ip就是CPU将要读取并执行的指令代码。当然，这个代码对于我们来说是没有任何意义的。
在debug状态下，我们可以使用R命令修改上述寄存器的值。
例如：
r cs
指令含义：修改cs寄存器值
r ip
指令含义：修改ip寄存器值
r ax
指令含义：修改ax寄存器值
（5）使用D命令查看内存中的内容。
直接显示从某单元地址开始内容；
指令格式：d 段地址：偏移地址
例如：
-d 0b04:0
0B04:0000 CD 20 FF 9F 00 9A EE FE-1D F0
4F 03 68 05 8A 03 .
........O.h...
0B04:0010 68 05 17 03 68 05 1C 04-01 01 01 00 02 FF
FF FF h...h...........
0B04:0020 FF FF FF FF FF FF FF FF-FF FF FF FF 15 05
4E 01 ..............N.
0B04:0030 28 0A 14 00 18 00 04 0B-FF FF FF FF 00 00
00 00 (...............
0B04:0040 05 00 00 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 00
00 00 ................
0B04:0050 CD 21 CB 00 00 00 00 00-00 00 00 00 00 20
20 20 .!...........
0B04:0060 20 20 20 20 20 20 20 20-00 00 00 00 00 20
20 20
.....
0B04:0070 20 20 20 20 20 20 20 20-00 00 00 00 00 00
00 00
........
【1】中间的红色部分是从指定地址开始的内存单元中的内容，每一行为16个字节，用16进制格式输出。内存单元是从低地址向高地址显示的。在红色区域左边的是每行的起始地址（段地址：偏移地址）；偏移地址的变化都是16的整数倍，在debug中就是10H。红色区域的右侧是将内存单元存储的值所对应的ASCII码字符，如果不在ASCII码的范围，以“.”形式列出（表示不可识别的ASCII码）。
【2】在debug中，使用D命令显示的内存单元，是为了便于我们调试程序时查看内存的状态。此处注意，真正的内存依然是单列、连续的线性存储空间。而不是像debug中显示的按照表的形式存在。
【3】使用d命令后，我们可以继续使用单个的“d”命令，继续显示连续的内存单元内容。每次显示128个单元（128个字节）内容。
【4】使用 d
段地址：偏移地址（开始）
偏移地址（结束）来显示一段连续内存单元的内容；例如：-d
