实验3 转移指令跳转原理及其简单应用编程

2022-01-09 10:48:05

一、实验目的
1. 理解和掌握转移指令的跳转原理
2. 掌握使用call和ret指令实现子程序的方法，理解和掌握其参数传递方式
3. 理解和掌握80×25彩色字符模式显示原理
4. 综合应用寻址方式和汇编指令完成简单应用编程
二、实验准备
复习教材9-10章：
转移指令的跳转原理
汇编指令jmp, loop, jcxz, call, ret, retf的用法
三、实验内容
1. 实验任务1
使用任何一款文本编辑器，录入8086汇编程序源码task1.asm。

task1.asm

assume cs:code, ds:data
data segment
  x db 1, 9, 3
  len1 equ $ - x ; 符号常量, $指下一个数据项的偏移地址，这个示例中，是3
  y dw 1, 9, 3
  len2 equ $ - y ; 符号常量, $指下一个数据项的偏移地址，这个示例中，是9
data ends
code segment
start:
  mov ax, data
  mov ds, ax
  mov si, offset x ; 取符号x对应的偏移地址0 -> si
  mov cx, len1 ; 从符号x开始的连续字节数据项个数 -> cx
  mov ah, 2
s1:mov dl, [si]
  or dl, 30h
  int 21h
  mov dl, ' '
  int 21h ; 输出空格
  inc si
  loop s1
  mov ah, 2
  mov dl, 0ah
  int 21h ; 换行
  mov si, offset y ; 取符号y对应的偏移地址3 -> si
  mov cx, len2/2 ; 从符号y开始的连续字数据项个数 -> cx
  mov ah, 2
s2:mov dx, [si]
  or dl, 30h
  int 21h
  mov dl, ' '
  int 21h ; 输出空格
  add si, 2
  loop s2
  mov ah, 4ch
  int 21h
code ends
end start

对源程序进行汇编、链接，得到可执行程序task1.exe，运行后，结合运行结果和注释，及必要的debug
调试：

1. 理解运算符offset、伪指令equ、预定义符号$的灵活使用。
通过line5、line8，以及数据项的数据属性（字节、字、双字，等），可以方便计算出连续数据项
的个数，而无需人工计数。
注*：符号常量len1, len2不占用数据段内存空间
2. 回答问题

① line27, 汇编指令 loop s1 跳转时，是根据位移量跳转的。通过debug反汇编，查看其机器码，

分析其跳转的位移量是多少？（位移量数值以十进制数值回答）从CPU的角度，说明是如何计算得
到跳转后标号s1其后指令的偏移地址的。

读取汇编指令loop s1时，IP指向001B，执行该指令后IP指向000D。其跳转的位移量是-14。

指令对应的机器码E2F2中F2是跳转位移量-14的十六进制补码。CPU将跳转位移量与IP值相加，得到下一条要执行指令的IP，即000D。

② line44，汇编指令 loop s2 跳转时，是根据位移量跳转的。通过debug反汇编，查看其机器码，
分析其跳转的位移量是多少？（位移量数值以十进制数值回答）从CPU的角度，说明是如何计算得
到跳转后标号s2其后指令的偏移地址的。

读取汇编指令loop s2时，IP指向0039，执行该指令后IP指向0029。其跳转的位移量是-16。

指令对应的机器码E2F0中F0是跳转位移量-16的十六进制补码。CPU将跳转位移量与IP值相加，得到下一条要执行指令的IP，即0029。

③ 附上上述分析时，在debug中进行调试观察的反汇编截图

2. 实验任务2
使用任何一款文本编辑器，录入8086汇编程序源码task2.asm。
task2.asm

assume cs:code, ds:data
data segment
  dw 200h, 0h, 230h, 0h
data ends
stack segment
  db 16 dup(0)
stack ends
code segment
start: 
  mov ax, data
  mov ds, ax
  mov word ptr ds:[0], offset s1
  mov word ptr ds:[2], offset s2
  mov ds:[4], cs
  mov ax, stack
  mov ss, ax
  mov sp, 16
  call word ptr ds:[0]
s1: pop ax
  call dword ptr ds:[2]
s2: pop bx
  pop cx
mov ah, 4ch
  int 21h
code ends
end start

① 根据call指令的跳转原理，先从理论上分析，程序执行到退出（line31)之前，寄存器(ax) = ? 寄存器
(bx) = ? 寄存器(cx) = ?

ax=0021；bx=0026；cx=076C

在执行call指令时，cpu将下一条指令(ip或cs)压入栈，此后pop ax会将该内容出栈给ax，pop bx会将ip出栈给bx，pop cx会将cs出栈给cx。

② 对源程序进行汇编、链接，得到可执行程序task2.exe。使用debug调试，观察、验证调试结果与理论
分析结果是否一致。

观察可知，分析一致。

3. 实验任务3
针对8086CPU，已知逻辑段定义如下：

data segment
  x db 99, 72, 85, 63, 89, 97, 55
  len equ $- x
data ends

编写8086汇编源程序task3.asm，在屏幕上以十进制形式输出data段中这一组连续的数据，数据和数据
之间以空格间隔。
要求：
编写子程序printNumber
功能：以十进制形式输出一个两位数
入口参数：寄存器ax（待输出的数据 --> ax）
出口参数：无
编写子程序printSpace
功能：打印一个空格
入口参数：无
出口参数：无
在主体代码中，综合应用寻址方式和循环，调用printNumber和printSpace, 实现题目要求。
正确编写后，预期测试结果如下：

附*：int 21h中的2号子功能说明如下：

; 功能：输出单个字符
mov  ah, 2
mov  dl, ××   ; ××是待输出的字符，或其ASCⅡ码值
int 21h

编写后代码：

assume cs:code, ds:data

data segment
x db 99, 72, 85, 63, 89, 97, 55
len equ $- x
data ends

code segment
start:
  mov ax, data
  mov ds, ax;
  mov si, 0
  mov cx, len ;数据为byte，len即为数据长度
  s:
   mov ah, 0 ;数字只有一个字节所以ah=0
   mov al, [si]
   mov bx, offset printNumber
   call bx
   mov bx, offset printSpace
   call bx
   inc si
   loop s
  mov ah, 4ch
  int 21h

  printNumber:
    mov bl, 10
    div bl;分离十位和个位
    mov bx, ax

    mov dl, bl ;取商
    add dl, 30h ;转换成ascii
    mov ah, 2 ;调用int 21h的二号子程序
    int 21h;

    mov dl, bh ;取余数
    add dl, 30h ;转换成ascii
    mov ah, 2 ;调用int 21h的二号子程序
    int 21h;
  ret

  printSpace:
    mov dl, ' '
    mov ah, 2
    int 21h
  ret

code ends
end start

结果：

4. 实验任务4
针对8086CPU，已知逻辑段定义如下：

data segment
str db 'try'
len equ $ - str
data ends

编写8086汇编源程序task4.asm，在屏幕上以指定颜色、指定行，在屏幕上输出字符串。
要求：
　　编写子程序printStr
　　　　功能：在指定行、以指定颜色，在屏幕上显示字符串
　　　　入口参数
　　　　　　　　字符串首字符地址 --> 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）
　　　　　　　　字符串长度 --> cx
　　　　　　　　字符串颜色 --> bl
　　　　　　　　指定行 --> bh （取值：0 ~24）
　　　　出口参数：无

　　在主体代码中，两次调用printStr，使得在屏幕最上方以黑底绿字显示字符串，在屏幕最下方以黑底红色显示字符串
正确编写后，预期测试结果如下：

编写后代码：

assume cs:code, ds:data

data segment
    str db 'try'
    len equ $ - str
data ends

code segment
start:
    mov ax, data
    mov ds, ax
    mov ax, 0b800h
    mov es, ax

    mov si, offset str
    mov bl,    2h    ;字符串颜色
    mov bh,    0    ;指定行
    call printStr

    mov si, offset str
    mov bl, 4h
    mov bh, 24
    call printStr

    mov ah, 4ch
    int 21h

;在指定行、以指定颜色，在屏幕上显示字符串
printStr:
;计算行号对应的首位偏移地址
    mov al, bh
    mov dl, 00A0h
    mul dl

    mov di, ax
    mov cx, len    ;从符号str开始的连续字节数据项个数
s:
    mov al, ds:[si]
    mov es:[di], al
    inc di
    mov es:[di], bl
    inc si
    inc di
    loop s
    ret

code ends
end start

结果：

5. 实验任务5
针对8086CPU，针对8086CPU，已知逻辑段定义如下：

data segment
  stu_no db '20498329042'
  len = $ - stu_no
data ends

在80×25彩色字符模式下，在屏幕最后一行正中间显示学号。要求输出窗口蓝底，学号和两侧折线，以
白色前景色显示。
注*：
1. 80×25彩色字符模式显示缓冲区结构，参见教材「实验9 根据材料编程」里的说明。
2. 编写程序实现时，将data段的学号换成自己的学号。
程序正确编写后，预期输出效果如下：

编写后代码：

assume cs:code, ds:data
data segment
  stu_no db '201983290051'
  len = $ - stu_no
data ends

code segment
start:
  mov ax, data
  mov ds, ax
  mov ax, 0b800h
  mov es, ax
  ;调背景色
  mov si, 1
  mov dl, 17h ; 0 001 0 111
  mov cx, 2000
  blue:
    mov es:[si], dl
    add si, 2
    loop blue
  ;打印横线
  mov dh, 24
  mov al ,160
  mul dh ;计算起始位置
  mov bx, ax
  call line

  mov cx, len
  mov si, 0
  sn:
    mov dl, ds:[si]
    mov es:[bx], dl
    inc si
    add bx, 2
    loop sn

  call line
  mov ax, 4c00h
  int 21h

  line:
    mov dl, '-'
    mov cx, 34 ;( 80- 12 ) / 2
    s:
      mov es:[bx], dl
      add bx, 2
      loop s
    ret
code ends
end start

结果：

assume cs:code, ds:data
data segment str db 'try' len equ $ - strdata ends
code segmentstart: mov ax, data mov ds, ax mov ax, 0b800h mov es, ax
mov si, offset str mov bl, 2h ;字符串颜色 mov bh, 0 ;指定行 call printStr
mov si, offset str mov bl, 4h mov bh, 24 call printStr
mov ah, 4ch int 21h
;在指定行、以指定颜色，在屏幕上显示字符串printStr:;计算行号对应的首位偏移地址 mov al, bh mov dl, 00A0h mul dl
mov di, ax mov cx, len ;从符号str开始的连续字节数据项个数s: mov al, ds:[si] mov es:[di], al inc di mov es:[di], bl inc si inc di loop s ret
code endsend start

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