第2章机器语言程序的建立与执行.ppt
《第2章机器语言程序的建立与执行.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第2章机器语言程序的建立与执行.ppt(102页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第2章 机器语言程序的建立与执行,2.1 机器语言程序 2.2 实际地址值的确定 2.3 DEBUG的特殊性质及应用 2.4 机器语言程序的建立与调试,2.1 机器语言程序,本节介绍两个程序范例,第一个程序范例是将指令所定义的“立即型”数据传送入寄存器内,然后进行算术运算,第二个程序范例是使用单独定义的方法将数据定义在数据段中。经过追踪这些指令的执行,你可以深入了解微型计算机的动作状态以及各寄存器所扮演的角色。,2.1.1 启动DOS DEBUG程序是在DOS环境下工作的软件。若计算机同时装有两个操作系统(Windows系统和DOS系统),当系统在Windows环境下工作时,用鼠标左键单击“开
2、始”按钮,在弹出的主菜单中单击“关闭系统”项,弹出“关闭Windows”菜单,选择其中的“重新启动计算机并切换到MS-DOS”项并回答“是”,即可启动DOS。,若计算机仅装有Windows操作系统,开机时,首先将DOS系统磁盘插入A驱动器,若此时电源关闭,则将电源接通;若电源已经启动,可同时按下Ctrl、Alt与Del键,以热启动方式启动计算机,即可用A盘启动DOS。,2.1.2 检查存储器内容的方法 第一个练习是,使用DOS DEBUG程序检查存储器被选择地址单元的内容。键入DEBUG然后回车,即可启动DEBUG程序。此时系统会将DEBUG程序从磁盘装入到内存储器,并且执行。之后,屏幕会出现
3、DEBUG的提示符(-)。此提示符表示DEBUG等待接受用户的命令(DEBUG 命令)。此练习只用到D命令,它的功能是显示存储器单元的内容。,1. 存储器的容量 机器的存储器容量值存放在物理地址是十六进制00413与00414的存储单元中。在DEBUG环境下,你可以观察此地址处的内容,它是以段的起始地址与偏移地址配合的方法来查看的。例如: (1) 十六进制00400是段起始位置的地址,而你只能键入0040,因为最后一位数字已假设为0。,(2) 13是相对于段起始位置的偏移地址(差距值)。因此,只要键入下列字符串就可看到本机存储器的容量: D 0040:13 并按下Enter键 在屏幕上所表示的
4、前两个字节就是存储器的容量,此十六进制数值是以字节反向的顺序出现的,且其单位为K字节即KB。表2-1列举了一些可能出现的反向十六进制数(Reversed Hex)、正确十六进制数,以及其等价的十进制数。,表2-1 反向十六进制、正确十六进制与十进制,2. 序列号 微型计算机的序列号是存放于ROM存储器中的,其实际位置的地址为FE000。你只要键入下列字符串就可以看到它的内容: D FE00:0 并按下Enter键 此时,屏幕上会显示出一个7位数的数字,其后面跟着版权和日期(Copyright Date)。,3. ROM BIOS日期 ROM BIOS日期是存放于位置FFFF5中的,它的表示格式
5、为mm/dd/yy。键入: D FFFF:05 并按下Enter键 就可看到ROM BIOS的日期,据此你可以判断出微型计算机的机型及其机龄。 注意:上述三个例子均是早期PC机的存储器容量、序列号以及ROM BIOS日期在内存中的映像。它们可能与你所使用的现代机型不符合,但它不会影响你对D命令的使用和对内存单元内容的观察。,到目前为止,你已知道如何使用显示存储器内容的DEBUG命令,并可以正确地设定内存的任何单元的位置(地址),以观察它的内容。你也可以重复地键入D命令,可以不带参数,而逐步地观察存储单元的内容。 当你想要退出DEBUG回到DOS的控制下时,只要键入Q然后回车就可以了。接下来,我
6、们利用DEBUG来直接输入程序到内存储器中,并追踪它的执行过程。,2.1.3 机器语言范例1立即型数据运算 本范例的目的是说明如何将一个机器语言程序输入到内存储器中,以及对其执行的过程。下列机器语言程序操作是以十六进制格式进行的。 机器指令码 注释 B82301 ;把0123传送入AX寄存器 052500 ;把0025加入AX寄存器,89C3 ;把AX的内容传送入BX 01C3 ;把AX的内容加入BX 89D9 ;把BX的内容传送入CX 29C1 ;把CX的内容减去AX的内容 29C0 ;AX减去AX(AX清0) 90 ;没有运算(不做任何操作) 90 ;但PC+1PC,你也许已注意到每条机器
7、指令的长度是不一样的(有一个、两个或三个字节),而且是以一条指令跟着一条指令的格式存放在内存储器中的。程序从第一条指令开始执行,然后逐步地执行直至完成。目前可以暂时不管机器指令中的操作码所代表的意义。例如,在某种情况下MOV(传送数据)是十六进制B8,而在另一种情况下MOV则为十六进制89。,此程序可以直接输入到存储器中,而且可以一次一条指令逐步地执行。同时在每一条指令执行后,你可以观察到诸寄存器的内容。依照前一节的方法将DEBUG程序装入内存储器中并执行,此时屏幕上会出现一个DEBUG的提示符(-)。若要输出打印这个练习程序,可先打开打印机电源,同时按下Ctrl与P键即可成功连接打印机。,键
8、入下面的命令,就可以直接将机器语言程序存入内存(命令中字节与字节之间有一个空格): E CS:100 B8 23 01 05 25 00 按下Enter键 DEBUG的命令E代表输入,CS:100表示指令所要存入的存储单元位置指令段开始后的第100H(256)个字节,这是在DEBUG环境下的机器指令码存放的正常起始位置地址。E命令每次存入两位十六进制数字(一个字节)到存储器的存储单元内。,范例1中,它存放的地址是从CS:100到CS:105,共6个字节。下一个命令为: E CS:106 89 C3 01 C3 89 C9 按下Enter键 此命令可从CS:106经107、108、109、10A
9、至10B存入6个字节。最后一个存入命令是: E CS:10C 29 C1 29 C0 90 90 按下Enter键,此命令可从CS:10C开始经10D、10E、10F、110至111存入个字节。现在你已经存入了第一个机器语言程序。在执行之前先核对输入的资料(机器指令码)是否正确,若发现错误改正过来即可。 执行这些指令是很简单的。图2-1显示了所有步骤(包括命令)。屏幕上所显示出的内容将与你所键入的DEBUG命令产生的结果一样。,C:DEBUG -E CS:100 B8 23 01 05 25 00 -E CS:106 89 C3 01 C3 89 D9 -E CS:10C 29 C1 29 C
10、0 90 90 -R AX=0000 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=0100 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1268:0100 B82301 MOV AX,0123,-T AX=0123 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=0103 NV UP EI PL NZ NA PO NC 1
11、268:0103 052500 ADD AX,0025 -T AX=0148 BX=0000 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=0106 NV UP EI PL NZ NA PE NC 1268:0106 89C3 MOV BX,AX,-T AX=0148 BX=0148 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=0108 NV UP EI
12、PL NZ NA PE NC 1268:0108 01C3 ADD BX,AX -T AX=0148 BX=0290 CX=0000 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=010A NV UP EI PL NZ AC PE NC 1268:010A 89D9 MOV CX,BX,-T AX=0148 BX=0290 CX=0290 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=01
13、0C NV UP EI PL NZ AC PE NC 1268:010C 29C1 SUB CX,AX -T AX=0148 BX=0290 CX=0148 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 CS=1268 IP=010E NV UP EI PL NZ AC PE NC 1268:010E 29C0 SUB AX,AX,-T AX=0000 BX=0290 CX=0148 DX=0000 SP=FFEE BP=0000 SI=0000 DI=0000 DS=1268 ES=1268 SS=1268 C
14、S=1268 IP=0110 NV UP EI PL ZR NA PE NC 1268:0110 90 NOP -,图2-1 机器语言范例1的追踪,只要键入R命令再按Enter键即可观察诸寄存器与标志寄存器的内容。此时,DEBUG会以十六进制的格式提示所有寄存器的内容,例如: AX=0000,BX=0000, 因为DOS版本的不同,所以在屏幕上的段寄存器内容可能与图2-1所显示的结果不相同。指令指针寄存器IP=0100表示指令从指令段起始位置地址后的第100H字节开始执行,这就是为什么要求以E CS:100命令作为存入程序的起始位置地址的原因。,图2-1中的标志寄存器显示了下列标志的设定: N
15、V UP EI PL NZ NA PE NC 当前这些标志位的意义分别为:NV没有溢出,UP地址值的变化是增值向上(右)方向,EI中断允许,PL正号,NZ非0,NA没有辅助进位,PE奇校验,NC没有进位。,R命令同时也显示出位于偏移地址0100处的第一条待执行的指令。注意,图2-1中的CS寄存器内容是CS=1268(你的机器也许不一样),且指令如下所示: 1268:0100 B82301 MOV AX,0123 (1) CS=1268表示指令段的起始位置地址在1268(实际的物理地址值是12680)。1268:0100表示紧接着在CS位置地址12680后的100(十六进制)个字节的位置。 (2
16、) B82301是你输入在CS:100位置地址处的机器指令码,B8是操作码,2301是立即数。,(3) MOV AX,0123是机器指令码的汇编语言助记符指令形式。这是“反汇编”操作的结果,“反汇编”是指将机器指令码翻译成汇编语言符号指令形式。利用DEBUG能使你更容易地理解此机器指令程序。 在以后的章节中,你将学习到如何使用汇编语言的符号指令独立地编写程序。目前这条汇编语言指令的意思是,把立即数0123移入AX寄存器内。,此时,指令MOV AX,0123尚未执行。为了执行此指令,可键入T(代表Trace)命令并按Enter键。T命令执行之后,DEBUG同时显示各寄存器、标志寄存器的内容,以及
17、下一条待执行的指令。请注意,此刻AX的内容为0123。操作码B8的功能是将紧接着的2301移入AX寄存器。此操作是把23移入AX寄存器的低字节AL,把01移入寄存器的高字节AH,即 AX:| 01 | 23 |,IP寄存器的内容是0103,它指示出指令段中下一条待执行指令的位置地址,即 1268:0103 052500 ADD AX,0025 为了执行这条指令,再键入一个T命令。此条指令把25加到AX的低字节AL,而把00加到AX的高字节AH,整体而言是将0025加入AX中,此刻AX的内容为0148,而IP的内容为0106。,再键入一个T命令,指令会把AX的内容移入BX寄存器内目前BX的内容为
18、0148。因为MOV操作只是将数据从一个位置拷贝到另一个位置,所以AX的内容仍然是0148。逐步地键入T命令,可以执行其余的指令。下一条指令是将AX的内容加至BX中,使得BX的内容变成0290。然后把BX的内容移入CX,再将CX的内容减去AX的内容,并使AX减去AX本身的内容。在AX减AX的运算之后,0标志位会从NZ(非0)改变成ZR(0),以指示运算结果为0。,你可以继续键入T命令,执行最后的两条指令(NOP与NOP),但它们并无任何意义,只是使IP增值,使指令可以连续执行。 若你想观看指令段中的机器语言程序,可以键入下面的显示内存命令: D CS:100按下Enter键 在80列宽的屏幕中
19、,DEBUG会在每行的左半部提示16个字节的十六进制数字。而其右半部则是ASCII表示法(即为可显示出的码)。就机器指令码而言,ASCII表示法是没有意义的。在以后的章节中,对右边的显示会有更详细的讨论。,图2-2列出了命令D CS:100所操作的部分结果。只要看你自己的机器指令分布,从CS:100至CS:111的机器码即可,而紧接在这些机器指令码之后的存储单元内容则是随机的。, -D CS:100 1268:0100 B8 23 01 05 25 00 89 C3-01 C3 89 D9 29 C1 29 C0 .#%.).). 1268:0110 90 90 CA 74 0B 88 05
20、47-41 AC 3C 22 34 00 57 12 .t.GA.up8.u&. ,图2-2 机器语言范例1指令段的显示,显示的第一行是从100开始,表示位置地址CS:100至CS:10F共16个字节的内容。第二行表示位置地址CS:110至CS:11F共16个字节的内容。虽然你的程序结束点位于CS:111,但显示命令会自动地显示8行,从CS:100到CS:170。 若你想再一次重新执行这些指令,可以使用R命令重新设置IP寄存器的值,再逐步地追踪这些指令的执行。 按Q键(代表Quit)可以退出DEBUG,返回到DOS,并显示DOS提示符A或C。,2.1.4 机器语言范例2 数据的定义 前一范例中
21、参与运算的数是直接定义在指令中的,即MOV和ADD指令中的立即数0123H和0025H。下面将列举另外一个类似的程序例子,它在数据段内定义了两个字 0123H与0025H。通过此例子的工作过程,你将能更深入地观察到微型计算机是如何借助DS寄存器与偏移地址(差距值)来存取数据的。,本例子所定义的数据区如下所示: 数据段地址 十六进制值 占用的单元 DS:0000 2301 0,1 DS:0002 2500 2,3 DS:0004 0000 4,5 DS:0006 2A2A2A 6,7,8 由于一个十六进制数字占半个字节,所以本例子中的23存于数据段中的第0个单元(第1个字节),01存于第1个单元
22、(第2个字节)。,指令段中的机器指令码,对这些数据有如下的操作功能: 机器指令码 注释 A10000 ;从DS位置地址0000处开始搬移一个字到AX寄存器中 03060200 ;把DS 位置地址0002处开始的字内容加到AX寄存器中 A30400 ;把AX寄存器的内容搬到DS位置地址0004处开始的字中 90 ;空操作 90 ;空操作,你也许已经注意到有两条传送指令(MOV)具有不同的机器指令操作码A1与A3。机器指令的操作码,是依据所用到的寄存器、字节(或字)的数目、数据传送的方向,以及所用到的立即数据或存储单元等而进行编码的。 你可以再次利用DEBUG输入此程序并观察其执行过程。当DEBU
23、G发出其提示符(-)时,表示它已准备好接受你输入的DEBUG命令了。,首先利用E命令以键入数据到数据段: E DS:00 23 01 25 00 00 00 并按下Enter键 E DS:06 2A 2A 2A 并按下Enter键,第一个E命令存储了6个字节到数据段的起点处(DS:00)。注意你必须以字节反向的方式输入字操作数,使得0123是2301,而0025是2500。当用一条MOV指令存取这些字到寄存器时,它再把这些字反向处理,使得2301变成0123,2500变成0025。 第二个E命令输入3个星号,这些存储于数据段中的星号不提供任何作用。只是以后你用显示内存单元内容命令(D)时,提示
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机器语言 程序 建立 执行
链接地址:https://www.31doc.com/p-2577003.html