《汇编语言程序设计》-实验指导书

1、汇编语言程序设计 课程实验指导书Assembly Language Programming)计算机科学与技术系杨定安 编写佛山科学技术学院摘要汇编语言实验主要使学生掌握DEBUG 或 DEB2000 调试程序中各命令的使用方法，掌握MASM 汇编程序对汇编语言源程序进行编辑、汇编、连接、装配、调试到运行的上机操作方法。本实验大纲要求学生熟练掌握汇编语言指令练习、顺序程序设计、分支程序设计、循环程序设计和子程序设计。实验一 宏汇编程序（MASM）及汇编语言上机过程 3实验二程序的基本结构练习 8实 验 三 汇 编 编 译 器 的 使 用 及 程 序 调 试 11实验四分支程序设计 17实验五循环

2、程序设计 19实验六子程序设计 23实验七汇编语言与C 语言混合程序设计29实验一 宏汇编程序（MASM ）及汇编语言上机过程一、实验目的1 . 通过实验了解和熟悉微机系统的配置。2 .学习在DEBUG 状态下输入汇编源程序的方法。3 .初步掌握调试（在 DEBUG 状态下 ）的过程。二、实验原理1. 本实验要求在DEBUG 状态下输入汇编源程序,并用DEBUG 命令进行调试。用单步跟踪的方法验证指令的功能。2. 以下是给定的参考程序,并在实验时在每条指令的“；”符号右边按要求填写指令的执行结果。注： 微机进入DEBUG 状态下之后,一切立即数和地址数据均被默认为十六进制数,在输入时数的后面不

3、加后缀“H”； 在 DEBUG 状态下执行程序时,“ INT 20H”指令可使系统执行完该指令前的程序时返回到“-”提示符状态，并且恢复CS 和 IP 寄存器原来的值。三、实验仪器微机一台，U 盘一块。四、实验步骤1. 开机和关机操作顺序开机：先打开微机外部设备电源开关，如显示器，最后打开主机电源开关。关机：与开机相反，先关掉主机电源开关，然后关闭所有外设的电源开关。2. 装入 DEBUG 程序若计算机系统启动正常,可以进入MASM 文件夹或MASM5 文件夹从磁盘上调用DEBUG ， 程序到内存。如是 WINDOWS 环境下， 先运行 CMD 命令， 然后运行CD MASM 命令， 再运行

4、DEB2000命令。一般C 盘上装有DEBUG 和 DEB2000 软件，若没有，可以用复制命令从其它盘拷贝过来，然后从装有DEBUG 和 DEB2000 软件的磁盘上调用DEBUG 和 DEB2000 软件程序。例如：C :MASM>DEB2000 （回车符）（ DEBUG 提示符 ）当显示器出现提示符“”时，说明已进入 DEBUG 状态,这时,可用 DEBUG 命令进行操作。4. 用 DEBUG 的 Register 命令检查所有寄存器内容,并作记录。命令格式：R 寄存器名检查和修改寄存器内容的命令R，它有三种方式：1 ）显示 CPU 内部所有寄存器内容和标志位状态；格式为：-RR

5、命令显示中标志位状态的含义如下表所示：标志名置位复位溢出Overflow （是/否）OVNV方向Direction （减量/增量）DNUP中断Interrupt（允许/屏蔽）EIDI符号Sign（负/正）NGPL零Zero（是/否）ZRNZ辅助进位Auxiliary Carry （是 /否）ACNA奇偶Parity（偶 /奇）PEPO进位Carry（是/否）CYNC2）显示和修改某个指定寄存器内容，格式为：- R 寄存器名例如打入：-R AX系统将响应如下：AX FIF4：表示 AX 当前内容为F1F4，此时若不对其作修改，可按ENTER 键，否则，打入修改后内容，如：- R BXBX 036

6、9： 059F则 BX 内容由 0369 改为 059F3）显示和修改标志位状态，命令格式为：- RF系统将给出响应，如OV DN EI NG ZR AC PE CY-这时若不作修改可按ENTER 键，否则在“-”号之后键入修改值，键入顺序任意。如OV DN EI NG ZR AC PE CY-PONZDINV5. 用 DEBUG 的 Assemble 命令输入汇编源程序。格式：A 内存地址注：用“ ”符号括起来的部分表示可以省略。该命令的功能是从指定的内存地址开始（括号不要输入）逐条输入汇编语言源程序并汇编成机器码存入内存。若地址缺省，则接上一个A 命令最后一条指令之后输入汇编语句,若没有用

7、过A命令，则从CS： 0100H 地址开始输入。例如：A0CD3： 0100在输入 A 命令之后,或每输入一条指令之后，显示器的左端给出了内存的段地址和偏移地址。每条指令均用回车（ ）结束。若输入的指令有语法错误，DEBUG 拒绝接收,并给出提示,此时可以重新输入。程序的最后一条指令输入完之后，再按一次回车键（ ）,即可结束汇编命令，回到DEBUG 提示符“”状态。6. 用 DEBUG 的 Unassemble命令反汇编。命令格式：U 起始地址 终止地址该命令的功能是从起始地址到终止地址反汇编目标码,缺省值是接上一个U 命令或从CS：0100H 地址开始。例如：U显示器上将显示程序的内存地址、

8、指令机器码的汇编源程序三列对照清单。7. 用 DEBUG 的 Trace 命令单步跟踪程序。命令格式：T =起始地址 指令条数 注意：=符号不能缺该命令的功能是从指定的起始地址开始逐条执行指令,每执行完一条指令,屏幕显示所有寄存器内容和下一条指令地址和指令。若=起始地址缺省,则 T 命令从CS： IP 地址开始执行指令。例如： T重复这一过程,即可看到每条指令执行后,所有寄存器和标志寄存器的标志位内容。此时， 要检查内存单元的数据，可用DEBUG 的 Dump 命令,命令格式：D起始地址终止地址该命令的功能是从起始地址到终止地址,连续显示存贮器单元的内容。若地址缺省，则接上一个 D 命令或从D

9、S： 0100H 地址开始显示。例如： D参考程序：MOVAX, 2000; AL=MOVDS, AX; DS=NOTAX; AX=XORAX, AX; AX=DECAX; AX=INCAX; AX=MOVBX, 2030; BH=MOVSI, BX; SI=MOVSI, BL; 2030H=MOVWORD PTRSI, 10F; 2030H=2031H=MOVDI, SI; DI=MOVDI+50, BH; DI+50H=MOVBH, SI; BH=MOVBL, DI+50; BL=MOVSP, 5000PUSHAX; AX=SS： 4FFEH=SS： 4FFFHPUSHBX; BX=SS：

10、 4FFCH=SS： 4FFDHPOPAX; AX=POPF; F=NEGBX; BX=XCHGBX, AX; BX=STD; F=STI; F=CLD; F=CLI; F=ADCDI, 2050; DI=F=ADCSP, DI; SP=F=ADCAX, 1500; AX=F=SUBAX, BX; AX=BX=SHLAH, 1; AH=RCLAX, 1; AX=SHRBH, 1; BH=RCRBL, 1; BL=MOVCL, 4MOVDX, 80F0ROLDX, CL; DX=CL=INT 20; CS=IP=1. 整理每条指令执行的结果, 填到打印清单的右半部分（应注意内存数据检查的正确性）

11、。2. 比较实验记录与理论分析的结果是否相同,若有不同,找出差别及问题所在。3总结本次实验的体会。实验二 程序的基本结构练习一、实验目的1. 熟悉 IBM PC 机的基本指令。2. 继续熟悉计算机键盘及各功能键（参阅DOS 操作手册）。3. 继续学习DEBUG 命令。4. 验证指令的功能。二、实验原理在 DEBUG 状态下，分别输入下面各程序段,每输入完一个程序段,用 G 命令进行连续方式执行程序，在连续执行时，要记录程序的执行结果。参考程序：1. 在内存 10000H 单元开始，建立00H 0FH 00H 31 个数，要求00H 0FH 数据逐渐增大 ,0FH 00H 逐渐减小。该程序从内存

12、CS:0100H 地址开始输入。首先运行A100 命令进入输入汇编语句状态。13A2 ：0100MOVAX, 100013A2 ：0103MOVDS, AX13A2 ：0105MOVSI, 013A2 ：0108MOVCL, 0F13A2 ：010AXORAX, AX13A2 ：010CMOVSI, AL13A2 ：010EINCSI13A2 ：010FINCAL13A2 ：0111DECCL13A2 ：0113JNZ010C13A2 ：0115MOVCX, 1013A2 ：0118MOVSI, AL13A2 ：011AINCSI13A2 ：011BDECAL13A2 ：011DLOOP011

13、813A2：011FINT20注：转段指令的符号地址直接用绝对偏移地址，该地址在用A 命令汇编输入时，可以看到程序全部运行完之后，可用DEBUG 的 Dump 命令查看建立的数据块内容。例如： D1000： 00 1E2. 把上一个程序的执行结果（建立的 31 个字节数据块,其首地址在10000H），分几种方式传送到以下指定的区域。(a) 该程序从内存CS:0150H 开始输入。把数据块传送到5050H 开始的存贮区域中。首先运行A150 命令进入输入汇编语句状态。然后将如下程序输入。DEBUG 下不支持符号地址，如PPEA：标号等，在命令A 下输入程序时，不能输入标号(如PPEA： ) ，在

14、用到标号的指令(如LOOP， JNZ 等) ，在其后直接输入要跳转的目的地址。MOVAX, 1000MOVDS, AXMOVSI, 0MOVDI, 5050MOVCX, 1F; 数据块长度是31PPEA：MOVAL, SIMOVDI, ALINCSIINCDILOOPPPEAINT20检查内存数据块的传送情况，可用“D ”命令。(b) 用串传送指令MOVSB ， 把数据块传送到5150H 开始的区域，该程序从内存CS:0200H 开始输入。MOVAX, 1000MOVDS, 5150MOVCX, 1FCLDPPEB: MOVSBDEC CXJNZ PPEBINT 20检查程序最后的执行结果，可

15、用“D ”命令，例如： D1000： 5150(c) 用重复串操作指令“REP MOVSB ”把数据块传送到 5250H 开始的区域。该程序从CS：250H 地址开始输入。MOV AX, 1000MOV DS, 5250MOV CX, 1FCLDREP MOVSBINT 20检查程序的最后执行结果时，可用： D1000: 5250H(d) 用串操作的减量工作方式，把数据块传送到501FH 开始的区域。该程序从CS： 0300H 开始输入。MOV AX, 101FMOV DS, 501FMOV CX, 1FSTDREP MOVSBINT 20检查程序的最后执行结果，用D 命令： D1000： 5

16、000三、实验仪器1. IBM PC 微机或兼容机一套。2. 准备一 U 盘，用于存放你的程序。四、实验步骤参照实验一的步骤，按照本实验程序的内容，分别输入各段程序，并单步和连续执行程序，记录每条指令的执行结果和每个程序段的最后结果。在作单步操作或用G 命令设段点操作时，在暂停处，可以检查所有寄存器和有关内存单元的内容，这不会影响程序的继续执行。若想把源数据块重新换一批数据，可以用DEBUG 的 Fill 命令填充新的数据。例如： F1000： 00 L1F 33从 1000： 0000H 开始的 31 个字节被替换成33H。五、实验预习要求1 . 继续阅读PC 微机DOS 操作手册有关命令说

17、明。2 .认真阅读DEBUG 调试程序的命令说明。3 .仔细阅读本实验给出的各程序段。4 .写出每个程序段的结果数据（分析结果），并说明结果所在的位置（寄存器或存贮器）。六、实验报告要求1. 整理每个程序段在实验时的记录内容。2. 比较每个程序段的特点。3. 分析本次实验出现的问题，找出问题所在。实验三汇编编译器的使用及程序调试一、实验目的1. 、掌握Masm 的使用；掌握Link 的使用；掌握Debug 或 Deb2000 的使用；熟悉一种界面操作下的集成汇编语言编译器。二、实验要求：1 根据实验目的，认真完成实验中给出的任务；2 根据实验过程和结果，完成实验报告；3 在实验报告中应认真写出

18、自己的实验心得和体会；4 鼓励同学进行交流，但是禁止抄袭！5 每人一组，独立完成。三、实验原理及内容：1、实验内容：本实验是汇编语言学习的第一个实验，要求利用汇编语言实现一个Dos 界面下的最简单的“ Hello World 程序，只要可以实现在屏幕上输出一行字符即可； ”2、实验原理：一般的汇编程序包括两个部分：数据段和代码段（有的程序还会有堆栈段），每个部分都有比较固定的格式；汇编程序的输入和输出实现相对比较麻烦，需要调用Dos 中断来实现，希望学习输入和输出中断是如何实现的；对于在字符界面下的汇编程序从asm 源代码到生成可执行exe 文件中间有多个步骤，需要用到masm、 link，需

19、要熟练掌握；汇编语言的调试相对也比较麻烦，需要用到Debug 或 Deb2000 命令，希望掌握常用的Debug 或 Deb2000 选项，能够看懂反汇编的结果。四、实验软硬件环境：奔腾系列机器，操作系统为Dos 或者 Windows 系列，相关的汇编语言编译工具（ MASM 、 LINK 和 DEBUG ）以及集成编译器。五、实验步骤和方法：本实验重点在于熟悉汇编语言编译器的使用及程序的调试，实验内容相对比较简单，但是中间需要大家熟练掌握其中涉及到的每一个步骤，为后续实验打下良好的基础。下面是以MASM 5.0，在 winxp 环境下，按照给定的任务为例进行的步骤说明（由于这是第一个汇编程序

20、，我们提供一个最基本的源程序供大家参考；） ：1 、将包括MASM 、 LINK 以及 DEBUG 或 Deb2000 的文件架MASM 拷贝到计算机C 盘的根目录下；2、打开记事本，输入如下代码：DATAS SEGMENT ;数据段msg db "Hello World!", 13,10,"$" ; 此处输入数据段代码DATAS ENDSSTACKS SEGMENT ; 堆栈段 ; 此处输入堆栈段代码STACKS ENDSCODES SEGMENT ;代码段ASSUME CS:CODES,DS:DATAS,SS:STACKSSTART:MOV AX,D

21、A TASMOV DS,AXLEA DX,msg ; 此处输入代码据段代码mov ah,9INT 21hMOV AH,4CHINT 21HCODES ENDSEND START保存为 firPro.asm，保存位置为“ C:”。注意： 后缀名一定要为“ .asm，否则，可能出现错误！”使文件显示后缀名以便修改的方法如下图示：a) 打开资源管理器，选择文件夹选项，如图1-1 所示；b) 将 “隐藏已知文件类型的扩展名”选项前的去掉，如图1-2 所示；c) 将文件名“ firPro.txt重命名为”“ firPro.asm即可。”图 1-1 打开文件夹选项图 1-2 去掉文件扩展名1 ) 在 “运

22、行 ”窗口键入“ cmd”，回车，打开字符界面，进入masm 文件夹下，如图1-3 所示；图 1-3 进入 masm 文件夹2)键入masm firPro.asm，并回车，如图1-4 所示。Object filename 是编译为目标文件的名称，直接回车，表示默认和源文件同名，只是后缀firPro.obj ，如图 1-5 所示：图 1-4 masm 后的结果图 1-5 masm 命令的执行3) 键入 link firPro.obj ，回车，如图1-6 所示：其中： Run File 是可执行的目标文件名，直接回车，表示默认和源文件同名，只是后缀名不同。FIRPRO.exe，如图 1-7 所示：

23、4) 键入可执行文件名FIRPRO ，回车，显示的运行结果如图1-8 所示：5) 利用Debug，进行反汇编，键入：Debug firpro.exe ，回车，如下图1-9 所示：6) 在出现的光标后，键入U，出现反汇编后的结果，如图1-10 所示：7) 键入 q，回车，推出反汇编程序，如图1-11 所示：至此，我们对MASM 、 LINK 以及 DEBUG 的使用方法已经有了比较清楚的了解。另外，我们还提供了另外一个集成的编译环境，“ Masm for Windows集成实验环境”，大家可希望大家在熟悉了最基本的masm、 link 以及 Debug 的基础之上再去使用所提供的集成试验图 1-

24、6 link 命令的执行图 1-7 编译之后出现的可执行文件图 1-9 反汇编之后的结果图 1-8 可执行文件的执行结果图 1-10 反汇编命令U 的结果图 1-11 推出反汇编的命令四、实验预习要求：认真阅读实验指导书附录部分的内容，了解最基本的汇编语言的知识，包括 8088/8086 的体系结构和指令系统，在以后的实验中将会不断的用到相关的指令，在实验课中给出的课件中的相关内容也请大家仔细研读。根据实验过程和实验结果完成实验报告，并按时上交五、思考题：1 、在图 1-4 中， masm filename.asm 后，如果不是连续回车，而是输入字符串结果会有什么不同；2、在图 1-11 中，

25、每行的类似于“ 0B4F:xxxx表示什么意思？ ”3、 在图 1-11 中， 为什么首行和源程序不同，而又有那些是相同的，可否给出一些原因？注意：思考题不做硬性要求。实验四 分支程序设计一、实验目的：通过上机编程，熟悉利用汇编语言设计不同种类分支程序的方法，掌握汇编语言中实现分支程序的相关汇编指令。二、实验要求：（ 1） 设计并实现一个求解一组无符号字节序列中的最大值和最小值的汇编程序；（ 2） 每人一组，独立完成；（ 3） 根据实验目的，认真完成实验中给出的任务；根据实验过程和结果，完成实验报 告并及时上交相关文档；在实验报告中应认真写出自己的实验心得和体会；鼓励 同学进行交流，但是禁止抄

26、袭！三、实验原理及内容：在实际问题中，需要对不同情况做不同的处理，这就需要使用到分支结构。汇编语言中的分支程序是利用条件转移指令或者跳转表，使程序在执行到某条指令后，根据运行结果是否满足一定条件来改变程序执行的顺序，然后执行不同的条件下对应的指令。如果进行的是逻辑分支，可以用每次分两支的方法来达到程序多分支的目的。一般而言，分支程序的结构通常有三种形式：不完全分支、完全分支和多分支，如图所示：在本实验中，我们以求解一组无符号字节序列中的最大值和最小值的问题进行讲解分支程序的设计和实现。最终结果是序列中的最大数和最小数，我们可以将寄存器BX 的高位和低位分别用于存放最大数和最小数，然后，将序列中

27、的两个数存入其中，再将序列中的其他数分别与BH 和 BL 中的数进行比较，如果大于BH 或者小于BL，则将寄存器中的数用当前取出的数进行替换，完全比较之后，BH 和 BL 中数即为整个序列中的最大数和最小数。四、实验软硬件环境：奔腾系列机器，操作系统为Dos 或者 Windows 系列，相关的汇编语言编译工具（MASM 、 LINK 和 DEBUG ）以及集成编译器。五、实验步骤和方法：本实验重点算法的理解以及相关指令的灵活应用。（ 1） 分析问题，设计算法。；（ 2） 根据上述算法，编制程序流程图，如图4-1 所示；（ 3） 根据流程图，编写实现代码；（ 4） 程序汇编为目标文件.obj。（

28、 5） 目标文件.obj 链接为可执行文件.exe。 ；（ 6） 使用 Debug 调试运行程序，设置断点，查询相关寄存器内容，调试直至得到正确的结果。（ 7） 根据实验过程和实验结果完成实验报告，并按时上交。注意：在程序设计中，注意相关的寄存器的用途，如CX 的作用，SI 的作用，以及汇编语言中，一个寄存器的高低位可以分开使用的特点。6、 实验预习要求：预习相关的汇编语言指令，着重是理解相关寄存器的特定用途，如：SI、CX 等，以及寄存器的高低位可以分开使用的特点。学校印刷的标准报告纸写实验报告。7、 思考题：（ 1 ）总结汇编语言中的寄存器分为那几类，每类各有什么特点？（ 2） 总结汇编语

29、言中如何利用相关指令实现分支程序设计？实验五 循环程序设计一、实验目的进一步掌握分支程序和循环程序的编写方法。二、实验原理设有 10 个学生的成绩分别为56、 69、 84、 82、 73、 88、 99、 63、 100 和 80 分。试编制程序分别统计低于60 分、60 69 分、 70 79 分、80 89 分、90 99 分及 100 分的人数存放到s5、 s6、s7、 s8、 s9 及 s10 单元中。这一题目的算法很简单，成绩分等部分采用分支结构，统计所有成绩则用循环结构完成。程序框图如下图所示。三、实验仪器1. IBM PC 微机或兼容机一套。2. 准备一张已格式化过的用户软盘（

30、空盘）,用于存放你的程序。输入编写的源程序，进行调试。 参考程序如下：PROGRAM TITLE GOES HERE resultdatareasegment； define data segmentgradedw56,69,84,82,73,88,99,63,100,80s5dw0s6dw0s7dw0s8dw0s9dw0s10dw0datareaendsprognam segmentdefine code segmentmainprocfar; main part of programassumecs:prognam, ds:datareastart:; starting execution

31、 address; set up stack for returnpushds; save old data segmentsubax,ax; put zero in AXpushax; save it on stack; set DS register to current data segmentmovax,datarea; datarea segment addrmovds,ax; into DS register; MAIN PART OF PROGRAM GOES HEREmovs5, 0; initialize countermovs6, 0movs7, 0movs8, 0movs

32、9, 0movs10, 0movcx, 10; initialize loop count valuemovbx, offset grade; initialize first addrcompare:movax, bx; get a resultcmpax, 60; <60?jlfivecmpax, 70; <70?jlsixcmpax, 80; <80?jlsevencmpax, 90; <90?jleightcmpax, 100; =100?jnenineincs10jmpshort change-addrnine: incs9jmpshort change-ad

33、dreight: incs8jmpshort change-addrseven: incs7jmpshort change-addrsix:inc s6jmpshort change-addrfive:inc s5change-addr:addbx, 2loopcompare; return to DOS; end of main part of program; end assemblyretmain endp; prognam ends; ;end start五、实验要求1读懂所给的程序。2编写程序将存放于S5、 S6、 S7、 S8、S9 及 S10 单元中的数据在屏幕上显示出来。实验六

34、子程序设计一、实验目的进一步熟悉排序方法。二、实验原理学生成绩名次表实验：将 0 100之间的 10个成绩存入首址为1000H 的单元中。1000H+i 表示学号为i 的学生成绩,编写程序能在2000H 开始的区域排出名次表。2000H+i 为学号 i 的学生的名次。参考主程序：返回 DOS程序 SCAN：入口CX 入栈保存学生数送CXAL 中放最低成绩00HBX 和 SI 均指向成绩表首址AL SI? YNSI送 AL 中 ,DX 记录对应学号SI 加 1 指向下一单元NCX 减 1 为 0?Y将本次扫描成绩最高者清0CX 出栈返回三、实验仪器1. IBM PC 微机或兼容机一套。2. 准备

35、一张已格式化过的用户软盘（空盘）,用于存放你的程序。四、实验步骤输入编写的实验程序，进行调试。参考程序：CRLFMACROMOVAH, 02HMOVDL, 0DHINT21HMOVAH, 02HMOVDL, 0AHINT21HENDMDATASEGMENTSTUNUMEQU10MESSDB INPUT 30 STUDENTS SCORE: ,0DH,0AH, $ERRORDB INPUT ERROR!,0DH,0AH, $ORG1000HSCOREDB30 DUP (?)ORG2000HSEQUDB30 DUP (?)DATAENDSSTACKSEGMENTSTADW32 DUP (?)TOP

36、DW?STACKENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DA TA,ES:DATA,SS:STACKSTART:MOVAX, DA TAMOVDS, AXMOVES, AXMOVSP, TOP; 初始化MOVAH, 09HMOVDX, OFFSET MESSINT21H; 显示提示信息MOVSI, OFFSET SCORE; 成绩表首址MOVCX, STUNUM; 学生数送CXUUU:CALLGETNUM; 读取键入数值送DXMOVSI, DL; 存入成绩表缓冲区INCSI; 指向下一单元LOOPUUUMOVCX, STUNUM; 学生数MOVDI, OFFSET SE

37、QU; 名次表首址VVV:CALLSCAN; 扫描子程序MOVAL, STUNUM; 学生数SUBAL, CLINCAL; 计算名次MOVBX, DXMOVDI+BX, AL; 记 DX 学号对应名次LOOPVVVMOVMOVCX, STUNUMSI, OFFSET SEQU; 学生数; 名次表首址WWW:MOVAL, SICALLDISP1CRLFINCSILOOPWWW; 显示排定的学生名次MOVAX, 4C00HINT21HSCANPROCNEAR; 子程序, 每扫描一遍成绩表缓冲区, 找出其中成绩 最 高 者 由 DX 指 针 指 示 对 应 学 生之后将该成绩清除，以便下一次扫描PUSHCXMOVCX, STUNUM；学生数MOVAL, 00H；最低成绩MOVBX,