匯編軟件MASM和調(diào)試

1、13匯編軟件masm和調(diào)試 工具軟件debug使用匯編語(yǔ)言是唯一能夠充分利用計(jì)算機(jī)硬件特性并直接控制硬件設(shè)備的語(yǔ)言。對(duì)于諸如實(shí)時(shí)控制、軟件加密解密、病毒分析、軟件調(diào)試等領(lǐng)域，匯編語(yǔ)言是最有效的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。在學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言的過(guò)程中，只有通過(guò)大量的上機(jī)實(shí)驗(yàn)才能更好地掌握匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的技能。1.1 實(shí) 驗(yàn) 目 的（1）掌握匯編軟件masm的使用，熟悉匯編語(yǔ)言的上機(jī)過(guò)程。（2）掌握調(diào)試工具軟件debug的應(yīng)用，掌握匯編語(yǔ)言程序的調(diào)試技能。1.2 相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1 匯編語(yǔ)言程序上機(jī)步驟1匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)上機(jī)步驟匯編語(yǔ)言源程序的上機(jī)步驟包括編輯、匯編、鏈接、調(diào)試等幾個(gè)過(guò)程，如圖1-1所示。圖1.

2、1 匯編語(yǔ)言源程序上機(jī)步驟源程序文件的編輯就是編寫一個(gè)匯編語(yǔ)言源程序，它可以使用任何一個(gè)文件編輯器實(shí)現(xiàn)。例如，windows 2000操作系統(tǒng)附件中的記事本。編輯形成的文件最后一定要以.asm后綴保存。在編輯源程序的時(shí)候一定要將輸入法切換到英文環(huán)境下，否則會(huì)出錯(cuò)。2匯編匯編是把用匯編語(yǔ)言編寫的源代碼程序翻譯成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的二進(jìn)制機(jī)器語(yǔ)言程序。目前常用的匯編程序是masm，稱為宏匯編程序。宏匯編程序當(dāng)前主要有兩個(gè)版本：masm5.0和masm6.0。其中，masm5.0的可執(zhí)行文件是masm.exe，masm5.0用于dos環(huán)境下。初學(xué)者首先學(xué)習(xí)使用masm5.0。而masm6.0的可執(zhí)行文件

3、是ml.exe。匯編過(guò)程是將源程序翻譯為等價(jià)的二進(jìn)制機(jī)器語(yǔ)言的過(guò)程。所產(chǎn)生的文件稱為目標(biāo)程序，其后綴為.obj。在這個(gè)階段中，將對(duì)源程序的語(yǔ)法進(jìn)行檢驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤將給予提示。錯(cuò)誤提示分為嚴(yán)重錯(cuò)誤和警告錯(cuò)誤兩種。嚴(yán)重錯(cuò)誤指示某些指令存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，不能形成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制機(jī)器指令。而警告錯(cuò)誤指示某些指令含義不夠明確，需要提醒程序員注意。程序員可以根據(jù)提示對(duì)源程序進(jìn)行修改，直到得到正確的結(jié)果為止。在匯編過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生列表文件和交叉引用文件。列表文件的后綴為.lst，主要用于給出源程序和機(jī)器代碼程序的清單，以供檢查程序使用。交叉引用文件的后綴為.crf，它是一個(gè)為源程序所引用的各種符號(hào)進(jìn)行前后對(duì)照的文件

4、，主要用于給出不同程序段中互相引用的全部符號(hào)列表。這兩個(gè)文件是可有可無(wú)的，如果不需要生成這兩個(gè)文件，可以在匯編過(guò)程中加以控制。3鏈接在匯編過(guò)程中形成了目標(biāo)文件（.obj），但是在該文件中，只是將源程序的操作碼部分變成了機(jī)器碼，而地址操作數(shù)還是可浮動(dòng)的相對(duì)地址，不是實(shí)際地址，浮動(dòng)地址需要再定位。只有經(jīng)過(guò)鏈接過(guò)程才能形成最后的可執(zhí)行文件。鏈接程序的功能就是把一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件合并成一個(gè)可執(zhí)行文件，其后綴為.exe。其實(shí)在鏈接過(guò)程中一共形成兩個(gè)文件：第一個(gè)是可執(zhí)行文件（.exe）。默認(rèn)的可執(zhí)行文件名字與源程序文件相同，也可以根據(jù)用戶要求進(jìn)行修改可執(zhí)行文件的名字；鏈接過(guò)程中形成的第二個(gè)文件是內(nèi)存映像文

5、件（.map），它給出了每個(gè)段的地址分配情況和長(zhǎng)度。如果不需要該文件則可以在鏈接命令執(zhí)行時(shí)直接輸入enter鍵。在鏈接過(guò)程中還與一個(gè)庫(kù)文件（.lib文件）相關(guān)。一般的匯編程序不需要庫(kù)文件。但是當(dāng)匯編語(yǔ)言與高級(jí)語(yǔ)言（如c語(yǔ)言）接口時(shí)需要用到庫(kù)文件。此時(shí)輸入相應(yīng)的庫(kù)文件名字即可。4運(yùn)行通過(guò)匯編和鏈接，最終形成的可執(zhí)行文件已經(jīng)排出了程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，可以直接執(zhí)行。但是可能還存在一些算法錯(cuò)誤，這樣的錯(cuò)誤則要通過(guò)調(diào)試過(guò)程來(lái)修正。常用的調(diào)試工具軟件有debug等。5匯編語(yǔ)言上機(jī)舉例例 編寫一個(gè)名字為abcd.asm的源程序，該程序的功能是在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示一個(gè)字符串“hello！”。1）編輯源程序利用wi

6、ndows 2000操作系統(tǒng)附件中的“記事本”編輯如下源程序。datasegments1db'hello!','$'dataendsstacksegmentpara stackdb 64 dup(?)stackendscodesegmentmain proc farassumecs:code,ds:data,ss:stackstart:push ds mov ax,0 push ax mov ax,data mov ds,ax mov ax,stack mov ss,ax mov ah,09h mov dx,offset s1 int 21hretmain en

7、dpcode ends end start2）匯編在masm5.0中的匯編程序是masm.exe。其命令格式為：c：masm abcd.asm¿執(zhí)行上述操作命令之后將在屏幕上顯示如下信息：microsoft(r) macro assembler version 5.00copyright(c) microsoft corp 1981-1985,1987.all rights reservedobject filenameabcd.obj：¿source listingnul.lst:¿cross referencenul.crf:¿50678 + 410

8、090 bytes symbol space free0 warning errors0 severe errors在匯編過(guò)程中產(chǎn)生了三個(gè)文件，其默認(rèn)的文件名顯示在屏幕上，如果不需要做任何改變就直接按enter鍵。通過(guò)屏幕上的顯示，可以了解到在本次匯編過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤和警告，因此可以繼續(xù)進(jìn)行鏈接操作。3）鏈接在masm5.0中的匯編程序是link.exe。其命令格式為：c：link abcd¿執(zhí)行上述命令后將在屏幕上顯示如下信息：microsoft(r) overlay linker version 3.6copyright(c) mirosoft corp 1983-1987.a

9、ll rights reservedrun fileabcd.exelist filenul.map:libraries.lib:在鏈接過(guò)程中產(chǎn)生了兩個(gè)文件，其默認(rèn)的文件名顯示在屏幕上，如果不需要做任何改變就直接按enter鍵。對(duì)于庫(kù)文件一欄，如果不需要使用庫(kù)文件，可以直接按enter鍵；如果需要使用庫(kù)文件，則要求輸入所使用的庫(kù)文件名字。4）運(yùn)行其命令格式為：c：abcd¿在屏幕上就可以看到“hello！”的字樣了。1.2.2 調(diào)試工具軟件debug如果匯編語(yǔ)言的源程序中存在一些語(yǔ)法或格式上的錯(cuò)誤，在匯編和鏈接過(guò)程中都可以被發(fā)現(xiàn)并得到糾正。但是如果在源程序中存在著算法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤，

10、那就只有在調(diào)試過(guò)程中才能發(fā)現(xiàn)并糾正了。常用的調(diào)試工具軟件是debug。debug提供了修改寄存器和內(nèi)存單元內(nèi)容的命令，可以很方便地修改寄存器、內(nèi)存單元的內(nèi)容，為調(diào)試程序、修改程序帶來(lái)了方便。在debug狀態(tài)下，還提供了調(diào)試、控制測(cè)試的環(huán)境。用戶可以在此環(huán)境下進(jìn)行編輯、調(diào)試和執(zhí)行等一些簡(jiǎn)單的匯編程序。debug有顯示命令，通過(guò)顯示命令，可以觀察某個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容、cpu內(nèi)部某個(gè)寄存器的內(nèi)容，并可以根據(jù)這些內(nèi)容的變化情況分析、調(diào)試程序。1debug的啟動(dòng)假設(shè)在windows 2000的環(huán)境下，通過(guò)選擇“程序”“附件”“命令提示符”進(jìn)入dos狀態(tài)。然后輸入：debug drive:path

11、 filename parameters¿ 即可進(jìn)入debug環(huán)境。其中，drive:path filename：指定要測(cè)試的可執(zhí)行文件的位置和名稱。 parameters：指定所需要的命令。如果已經(jīng)進(jìn)入存放debug文件的目錄下，則可以使用簡(jiǎn)化的命令進(jìn)入debug。簡(jiǎn)化命令的格式為：debug¿。進(jìn)入debug后，顯示debug的提示符號(hào)，該提示符號(hào)為連字符 (-)。2debug的主要命令這里只介紹常用到的幾個(gè)主要debug命令，全部的debug命令請(qǐng)參考相關(guān)文獻(xiàn)。1）a（匯編命令）該命令的功能是從匯編語(yǔ)言程序語(yǔ)句創(chuàng)建可執(zhí)行的機(jī)器碼。所有數(shù)值

12、都是十六進(jìn)制格式，必須按14個(gè)字符輸入這些數(shù)值。命令格式：a address參數(shù)address是指定輸入?yún)R編語(yǔ)言指令的位置。對(duì) address 使用十六進(jìn)制值，但是輸入十六進(jìn)制地址時(shí)不能以h字符結(jié)尾。如果不指定地址，執(zhí)行a命令后將在它上次停止處的地址開始匯編。a命令使用舉例如下。-a 0100:0500   0100:0500 mov al,050100:0502 jmp  near 5050100:0505 jmp  far 50am2）c（比較命令）該命令的功能是比較內(nèi)存的兩個(gè)區(qū)域

13、存放的內(nèi)容。命令格式為：c range address參數(shù)range指定要比較的內(nèi)存第一個(gè)區(qū)域的起始和結(jié)束地址，或起始地址和長(zhǎng)度。參數(shù)address指定要比較的第二個(gè)內(nèi)存區(qū)域的起始地址。c命令使用舉例如下。-c 100,10f 300該命令對(duì) 100h10fh 的內(nèi)存數(shù)據(jù)塊與300h30fh的內(nèi)存數(shù)據(jù)塊進(jìn)行比較。debug 響應(yīng)前面的命令并顯示如下信息（假定此時(shí) ds = 197f）：197f:0100 4d e4 197f:0300   197f:0101

14、0;67 99 197f:0301   197f:0102 a3 27 197f:0302   197f:0103 35 f3 197f:0303   197f:0104 97 bd 197f:0304   197f:0105 04 35 197f:0305   197f:0107 76 71 197f:0307 &#

15、160; 197f:0108 e6 11 197f:0308   197f:0109 19 2c 197f:0309   197f:010a 80 0a 197f:030a   197f:010b 36 7f 197f:030b   197f:010c be 22 197f:030c   197f:010d 83 93 

16、;197f:030d   197f:010e 49 77 197f:030e   197f:010f 4f 8a 197f:030f   注意：列表中缺少地址197f:0106和197f:0306，這表明地址中的數(shù)據(jù)值是相同的。3）d（顯示內(nèi)存命令）該命令的功能是顯示一定范圍內(nèi)存地址的內(nèi)容。命令格式：d range參數(shù)range指定要顯示其內(nèi)容的內(nèi)存區(qū)域的起始和結(jié)束地址，或起始地址和長(zhǎng)度。如不指定range，將從以前d命令中所指定地址范圍末尾開始顯示128字節(jié)的內(nèi)容

17、。d命令舉例如下。-d cs:100 10f   debug按以下格式顯示范圍中的內(nèi)容：04ba:0100 54 4f 4d 00 53 41 57 59-45 52 00 00 00 00 00 00 tom.sawyer.當(dāng)使用d命令時(shí)，debug以兩個(gè)部分顯示內(nèi)存內(nèi)容：十六進(jìn)制部分（每個(gè)字節(jié)的值都用十六進(jìn)制格式表示）和ascii碼部分（每個(gè)字節(jié)的值都用 ascii 碼字符表示)。每

18、個(gè)非打印字符在顯示的 ascii 部分由英文句號(hào)(.)表示。每個(gè)顯示行顯示 16 字節(jié)的內(nèi)容，其中在第8和第9字節(jié)之間有一個(gè)連字符。每個(gè)顯示行從 16 字節(jié)的邊界上開始。   4）g（運(yùn)行命令）該命令功能是運(yùn)行當(dāng)前在內(nèi)存中的程序。  命令格式：g =address breakpoints  參數(shù)address指定當(dāng)前在內(nèi)存中要開始執(zhí)行的程序地址。如果不指定 address參數(shù)，將從cs:ip寄存器中的當(dāng)前地址開始執(zhí)行程序。  

19、 參數(shù)breakpoints為g命令設(shè)置的臨時(shí)斷點(diǎn)。如果命令中有指定斷點(diǎn)參數(shù)，則程序在遇到的第一個(gè)斷點(diǎn)處停止，當(dāng)程序到達(dá)斷點(diǎn)時(shí)，debug 將顯示所有寄存器的內(nèi)容、所有標(biāo)記的狀態(tài)以及最后執(zhí)行指令的解碼形式。5）q（退出命令）該命令功能是該停止 debug 會(huì)話，返回到命令提示符。   命令格式：q參數(shù)：無(wú)。6）r（寄存器顯示命令）該命令功能是顯示或改變一個(gè)或多個(gè) cpu 寄存器的內(nèi)容。   r register-name   參數(shù)：無(wú)。如果在沒(méi)有參數(shù)的情況下使用，則 

20、;r 命令顯示所有寄存器的內(nèi)容以及寄存器存儲(chǔ)區(qū)域中的標(biāo)志。參數(shù)：register-name  指定要顯示其內(nèi)容的寄存器名。 舉例如下。要查看所有寄存器的內(nèi)容、所有標(biāo)記的狀態(tài)和當(dāng)前位置的指令解碼表，請(qǐng)輸入以下 命令：r如果當(dāng)前位置是 04ba:011a，顯示結(jié)果將類似如下：ax=0e00 bx=00ff cx=0007 dx=01ff sp=039d bp=0000 si=005c di=0000   ds=04ba es=04ba ss

21、=04ba cs=o4ba ip=011a nv up di ng nz ac pe nc  04ba:011a cd21 int 21  如果只想查看標(biāo)志的狀態(tài)，請(qǐng)輸入以下命令：rfdebug按以下格式顯示信息：nv up di ng nz ac pe nc - _   7）t（跟蹤命令）該命令功能是執(zhí)行一條指令，并

22、顯示所有寄存器的內(nèi)容、所有標(biāo)志的狀態(tài)和所執(zhí)行指令的源代碼形式。命令格式：t =address number   參數(shù)=address指定debug啟動(dòng)跟蹤指令的地址。如果省略address參數(shù)，跟蹤將從當(dāng)前cs:ip寄存器所指定的地址開始。參數(shù)number指定要跟蹤的指令數(shù)。該值必須是十六進(jìn)制數(shù)，默認(rèn)值為1。舉例如下。要執(zhí)行一個(gè)指令（cs:ip 指向的指令），然后顯示寄存器的內(nèi)容、標(biāo)志的狀態(tài)以及指令的解碼形式，請(qǐng)輸入以下命令： t如果程序中的指令位于 04ba:011a，debug 可能顯示下列信息： a

23、x=0e00 bx=00ff cx=0007 dx=01ff sp=039d bp=0000 si=005c di=0000 ds=04ba es=04ba ss=04ba cs=o4ba ip=011a nv up di ng nz ac pe nc 04ba:011a cd21 int 21  8）u（反匯編命令）該命令功能是反匯編字

24、節(jié)并顯示相應(yīng)的原語(yǔ)句，其中包括地址和字節(jié)值。反匯編代碼像已匯編文件的列表。  命令格式：u range  參數(shù)無(wú)。如果在沒(méi)有參數(shù)的情況下使用，則u命令將反匯編20h字節(jié)的內(nèi)容（默認(rèn)值），從前面u命令所顯示地址后的第一個(gè)地址開始。參數(shù)range指定要反匯編代碼的起始地址和結(jié)束地址，或起始地址和長(zhǎng)度。  舉例如下。要反匯編16（10h）字節(jié)，從地址 04ba:0100 開始，請(qǐng)輸入以下命令： u04ba:010010  debug 按以下格式顯示結(jié)果： 04b

25、a:0100 206472 and si+72,ah  04ba:0103 69 db 69  04ba:0104 7665 jbe 016b   04ba:0106 207370 and bp+di+70,dh  04ba:0109 65 db 65   04ba:010a 63 db 63  0

26、4ba:010b 69 db 69  04ba:010c 66 db 66  04ba:010d 69 db 69  04ba:010e 63 db 63  04ba:010f 61 db 61  1.3 匯編語(yǔ)言上機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1.1 設(shè)數(shù)據(jù)段字節(jié)變量s0中存放一個(gè)非壓縮型bcd碼，將其轉(zhuǎn)為ascii碼，并顯示在屏幕上。1分析所謂非壓縮bcd碼就是每

27、字節(jié)只存放一個(gè)bcd碼，該字節(jié)的低4位為bcd碼，而高4位為0000。bcd碼不能直接用于屏幕顯示和打印，必須將其轉(zhuǎn)換為ascii碼。非壓縮bcd碼轉(zhuǎn)換為ascii碼的算法很簡(jiǎn)單，就是在非壓縮bcd碼上加上30h。2實(shí)驗(yàn)步驟（1）調(diào)用文本編輯軟件建立源程序.asm文件。利用windows 2000操作系統(tǒng)附件中的“記事本”編輯以下源程序。命名為test1.asm。datasegments0db1;待顯示的bcd碼dataendsstacksegmentpara stackdb 64 dup（?）stackendscode segmentmain proc farassumecs:code,ds

28、:data,ss:stackstart:push dsmov ax,0push axmov ax,datamov ds,axmov ax,stackmov ss,axmov al,s0add al,30hmov dl,almov ah,02hint 21hret mainendpcode ends endstart（2）調(diào)用匯編程序masm對(duì)源程序匯編產(chǎn)生.obj文件。在c：>提示符下輸入masm test1.asm¿執(zhí)行上述操作命令之后將在屏幕上顯示如下信息：microsoft(r) macro assembler version 5.00copyright(c) micro

29、soft corp 1981-1985,1987.all rights reservedobject filenametest1.obj:¿source listingnul.lst:¿cross referencenul.crf:¿50678 + 410090 bytes symbol space free0 warning errors0 severe errors（3）調(diào)用鏈接程序link對(duì)目標(biāo)文件進(jìn)行鏈接產(chǎn)生可執(zhí)行文件。在c：>提示符下輸入link test1¿執(zhí)行上述命令后將在屏幕上顯示如下信息：microsoft(r) overlay

30、linker version 3.6copyright(c) microsoft corp 1983-1987.all rights reservedrun filetest1.exelist filenul.map:libraries.lib:（4）運(yùn)行可執(zhí)行文件。在c：>提示符下輸入test1¿，在屏幕上將顯示出1。（5）改變s0的內(nèi)容（數(shù)字范圍要限制在09之間），重新做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)1.2 設(shè)數(shù)據(jù)段變量s1中存放一個(gè)小寫英文字符'a'，要求將其轉(zhuǎn)為大寫英文字符，并顯示在屏幕上。試編寫一段程序并運(yùn)行該程序從而完成上述要求。提示：小寫英文字符的ascii碼和大

31、寫英文字符的ascii碼之間存在一個(gè)差值。1.4 應(yīng)用debug軟件調(diào)試程序?qū)嶒?yàn)實(shí)驗(yàn)1.3 常用的debug命令使用練習(xí)。實(shí)驗(yàn)步驟1）進(jìn)入debug環(huán)境在windows 2000環(huán)境下，按順序選擇“開始”“程序”“附件”“命令提示符”后進(jìn)入dos環(huán)境，輸入debug后即可進(jìn)入debug，此時(shí)屏幕上顯示“_”提示符號(hào)。2）a（編輯命令）使用練習(xí)用debug的a命令輸入程序。_a100¿0357：0100moval,340357：0102movdl,360357：0104adddl,al0357：0106subdl,320357：0109movah,20357：010bint 21035

32、7：010dint200357：010f¿輸入a命令時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生程序所存內(nèi)存單元的段地址和偏移地址。程序輸入結(jié)束時(shí)，只需輸入enter鍵就可以退出匯編狀態(tài)（a狀態(tài)），回到debug狀態(tài)。注意：使用a命令時(shí)，只要注意起始地址的偏移地址從0100開始即可。至于前面的段地址是隨機(jī)變化的（取決于當(dāng)前內(nèi)存使用情況），對(duì)此不必介意。3）c（比較命令）使用練習(xí)首先利用a命令輸入以下內(nèi)容。_a100¿0357：0100moval,340357：0102movdl,360357：0104adddl,al0357：0106subdl,320357：0109moval,340357：010bmo

33、vdl,360357：010dadddl,al0357：010fsubdl,300357：0112¿然后利用c命令對(duì)01000108與01090112兩個(gè)區(qū)域內(nèi)存存放的內(nèi)容進(jìn)行比較。-c 100,108 109該命令執(zhí)行后將顯示兩塊存儲(chǔ)區(qū)域存放內(nèi)容不一致的那些單元。4）d（顯示內(nèi)存命令）使用練習(xí)首先利用a命令輸入以下內(nèi)容。_a100¿0357：0100dw 01000357：0102dw 03020357：0104dw 05040357：0106dw 07060357：0108dw 09080357：010adw 0b0a0357：010cdw 0d0c0357：010edw 0f0e0357：0110之后利用d命令查看該區(qū)域內(nèi)容。_d1005）r（寄存器顯示命令）使用練習(xí)首先利用a命