實 驗?? DEBUG程序的使用

一、?實驗目的

1．?學習使用DEBUG程序的各種命令。
2．?利用DEBUG學習
3．?了解計算機取指令、執行指令的工作過程。
4．?掌握用DEBUG調試自編程序的方法。

二、?實驗任務

1．?參照附錄1，掌握DEBUG程序的各種命令，重點是命令R，D ，A，U，T，P，G命令的使用。
2．?用命令A匯編下列指令，判斷指令正誤并說明原因。
（1）?ROR AX，8
（2）?LEA DI，[AX]
（3）?MOV DS，2010
（4）?PUSH AL
（5）?OUT 900，AL
（6）?MOV [BX]，0
3．?用命令查看8086/8088 CPU在開機后執行的第一條指令。
4．?用命令D查看DS：200～22F和F000：200～22F兩內存塊內容，用命令F將字符“A”分別填入這兩個內存塊，比較填入前后結果，了解可讀寫內存RAM和只讀內存ROM的區別。
5．?用A命令匯編一條INT 1C指令，用命令T單步執行該指令，比較指令執行前后CS和IP、堆棧指針SP及堆棧內容變化情況，了解什么是中斷向量表，中斷向量和中斷子程，掌握中斷指令的執行過程。
6．?利用T，P，G命令，執行下列指令段，注意它們的不同之處。
（1）?MOV DI，300
MOV SI，400
MOV CX，3
CLD
REP MOVSB
INT 3
（2）?MOV AH，2
MOV DL，41
INT 21
INT 3
（3）?先在CS：200處匯編一條RET指令，再在CS：100處匯編。
MOV BX，200
CALL BX
INT 3
??????? 然后從MOV BX，200處開始執行。
7．?用命令A匯編下列程序段，并將程序寫到硬盤上，然后調試程序段，觀察程序段能否完成指定功能，若不能，說明原因，并修改程序。
（1）?完成將DS：2000開始的5個字節內存內容相加，并把相加的結果存放在DS2005內存單元中。
MOV CX，5
MOV AL，0
MOV BX，2000
?????????? nest:?? ADD AL，[BX]
????????????????? INC BX
????????????????? DEC CX
????????????????? LOOP nest
????????????????? MOV [BX]，AL
????????????????? INT 3
（2）?以雙重循環來實現延時，然后再給AX賦值。
????????? MOV AX，0
again1:MOV SI，3
again2:MOV DI,3
????? DEC DI
????? JNZ again2
????? DEC SI
????? JNZ again1
????? MOV AX,100
????? INT 3
8．進入DEBUG后，首先用命令R查看當前DS內容，記錄此值，假設為X。
在DEBUG下匯編、調試完成下列功能的程序。
（1）?將內容F000：2000H起30H個字數據傳送到內存X：1000H開始處。
（2）?測試內存X：300H開始的10H個字節數據，計算其中正數、負數、0的個數，并將結果分別存放在X：400H開始的三個內存單元中。

三、?實驗說明

1．?關于任務1，參照附錄1中的實例，了解DEBUG的各種命令。
2．?在DEBUG下，用戶可對所有寄存器、RAM內存隨意查看和修改，但由于對DOS操作系統在內存中存放情況不了解，可能會將存放有操作系統程序的內存內容破壞，從而可能引起系統運行異常，往往是出現死機現象，故建議使用DOS分配給用戶的內存可用區，其低端地址是剛進入DEBUG時，用命令R查看到的CS：IP。涉及到修改內存的命令有A，E，F，M，L等。
3．?初學者在使用DEBUG命令修改內存或執行程序時，由于多種原因，出現死機是較經常的現象，可按RESET復位按鈕，重新啟動系統。
4．?用連續執行命令G執行程序時，注意給出執行的首地址，或查看當前CS和IP值是否為要執行程序段的首地址，并注意查看執行的指令流程中有無返回DEBUG功能的程序段，如指令INT 20T或斷點設置INT3，否則發出命令后，很容易出現死機，原因是如無程序段使系統返回命令接受狀態，CPU將不斷到內存取指令、執行指令，使作戶失去對系統的控制，出現死機。為避免這種情況，可在用戶程序段的最后加上一條INT 20H指令，或用斷點方式執行。避免出現死機。
5．?關于任務2，在命令A下匯編各條指令，對于錯誤的指令，DEBUG指令出其錯誤位置，對于正確的指令，將其匯編到相應內存，據此可判斷指令正誤，而具體原因需自己分析。
6．?關于任務3，8086/8088 CPU在開機后執行的第一條指令在內存FFFF：0H開始處。
7．?關于任務4，由于可讀寫內存RAM的內容可修改，而只讀內存ROM的內容不能修改，故命令F未能將字符‘A’填入F000：200H～22FH的內存中，內存F000：200H～22FH的內容填寫前后保持不變。
8．?關于任務5，中斷指令INT N是指令系統中較復雜的一條指令，結合教材中對中斷指令的介紹，利用DEBUG來學習，加強對中斷指令執行過程、中斷向量表、中斷向量和中斷子程序等內容的理解。
9．?關于任務6，用A命令匯編好后，用T，P，G命令分別執行，記錄指令執行前后各寄存器（包括標志寄存器各標志位值）、堆棧指針及堆棧內容變化情況，以及與指令有關內存單元的內容，總結T和P執行某些指令的不同之處及適用場合。
10．關于任務7和8，為避免調試過程中出現死機，造成內存中的程序丟失，而重復多次輸入程序，在用A命令將程序匯編到內存后，先用命令N和W將程序寫到磁盤上，再進行調試運行。當調試過程中出現異常時，重新啟動系統，用命令N和L將文件從磁盤裝入內存，重新對程序進行調試運行。
11．DEBUG下不支持符號地址，如任務7中的標號next,again1,again2等，在命令A下輸入程序時，不輸入標號（如next：），在用到標號的指令（如LOOP，JNZ等），在其后直接輸入要跳轉的目的地址。
對向前跳轉的指令，如匯編任務7，輸入程序的過程如下：
－A ↙
1270：0100???? MOV CX，5 ↙
1270：0103???? MOV AL，0 ↙
1270：0105???? MOV BX，2000 ↙
1270：0108???? ADD AL，[BX] ↙
1270：010A???? INC BX ↙
1270：010B???? DEC CX
1270：010C???? LOOP 0108 ↙
1270：101E????? MOV [BX]，AL ↙
1270：0110???? INT 3
1270：0112 ↙
用目的地址0108代替標號next在LOOP指令中的位置，而在輸入ADD AL，[BX]這條指令時，不輸入標號next.
對向后跳轉的指令，由于目的地址尚未確定，可先隨意輸入一個地址，若是條件轉移指令，注意跳轉范圍應在－128～127之間，待程序輸入完畢，目的地址明確后，再用命令A修改跳轉指令。
如下程序段，功能是比較AX和CX中的兩符號數，將較大的數放在AX和BX中，較小的數放在CX中。
?????????? CMP??? AX，CX
?????????? JX???? continue
?????????? XCHG?? AX，CX
continue： MOV??? BX,AX
用命令A輸入程序的過程如下：
－A ↙
1270：0100???? CMP AX，CX ↙
1270：0102???? JG 0102 ↙???????? 輸入本條指令的地址0102代替標號continue
1270：0104???? XCHG AX，CX ↙
1270：0106???? MOV BX，AX ↙
1270：0108 ↙

－A 102↙???????????????????????????? 修改跳轉指令的目的地址
1270：0102????? JG 0106 ↙???????? 輸入目的地址0106
1270：0104? ↙

－U 1270:0100 L 0 A ↙?????????? 用命令U查看程序，跳轉正確
1270:0100 39C8?????????????? CMP??? AX,CX
1270:0102 7F02?????????????? JG???? 0106
1270:0104 87C1?????????????? XCHG?? AX,CX
1270:0106 89C3?????????????? MOV??? BX,AX
12.執行任務7中的任務時,會發現執行的結晶與設計的結果不相符,但又無法從源程序段發現出錯原因時,可用命令T跟蹤執行程序,查看每條指令執行完后的結果是否與設想的一致,如發現有誤,找出原因,然后修改程序,再跟蹤執行,直到結果與設想相符,并能實現程序段功能.這個過程就是程序的調試過程。調試程序時,要有耐心。
13.將任務8中調試好的程序以文件形式存儲在磁盤上。結束實驗前,將實驗結果演示給指導教師檢查。

四、?問題思考

1．?假設某內存單元的內容為CCH，試問該內容如看作一條指令、看作無符號數、看作帶符號數，那將分別表示什么？不查看教材中的指令系統代碼，如何在DEBUG下知道CCH表示一條什么指令？
2．?在指令MOV[BX]，AX中，操作數[BX]的尋址方式是什么？在DEBUG下執行完該指令后，如何查看執行結果？
3．?可否隨意在DEBUG提示符“－”后不帶參數發出命令G？什么情況下使用命令G時，可不用“=”給出執行的首地址？
4．?分析出現死機的幾種情況。如何理解死機現象？試從計算機的工作原理進行解釋。

五、?實驗報告

1．?分析任務2中各條指令錯誤原因。
2．?記錄CPU在開機后報告文學行的第一條指令。
3．?描述中斷指令執行過程，記錄1CH的中斷子程。
4．?說明可讀寫內存RAM和只讀內存ROM的區別。
5．?說明命令T和P的差別。
6．?指出任務6中程序段的出錯原因，給出修改后的程序段。
7．?給出任務7中調試好的程序。
8．?回答問題思考。
9．?針對實驗目的認真做小結。