计算机硬件试验一

辽宁工程技术大学上机实验报告辽宁工程技术大学上机实验报告 课程名称课程名称 实验题目实验题目 院系院系 姓名姓名 计算机硬件基础 实验一程序的机器级表示 软件学院 张雪聪 专业专业 学号学号 软件工程班级班级软件 16-4 2018.6.25 成绩成绩 16200104271620010427实验日期实验日期 1．掌握高级语言源程序和目标机器代码的不同表示及其相互转换。 实验实验 目的目的 2．深刻理解高级语言和机器语言之间的关系。 3．掌握子程序设计的思想、方法及上机调试过程。 4．理解中断服务子程序的执行过程 1．IA-32 中过程调用和返回指令的格式和功能。 实验实验 准备准备 实验实验 进度进度 实验实验 内容内容 2．子程序设计的思想和方法 3．过程调用的执行步骤 本次共有 1个练习，完成 1个。 包含本次实验项目要完成的实验内容、实验原理、实验步骤或过程；对原 始实验数据记录要详实。 1 ．用 C 语言编写一个完整的源程序，实现 main 函数调用一个 子函数的功能。 1.1 程序代码 #include“stdio.h“ xy(int x) { x=x+1; printf(“%d\n“,x); } main() 实验实验 内容内容 （续）（续） { int x=1; xy(x); } 1.2 源程序流程图 开始开始 X=1X=X+1 xy(X) X 结束结束 1.2.1 main 函数流程图1.2.2xy 子函数流程图 2．在终端使用 gcc 编译器编译源程序，生成汇编文件并查看，分 析汇编指令与 C 源程序的对应关系。 2.1 启动虚拟机， 打开终端。 打开文本编辑器， 进入编辑模式。 在终端提示符下键入命令：gedit hello.c↙。 图 2.1进入编辑模式 2.2 将 C 源程序编辑好后，点击保存 实验实验 内容内容 （续）（续） 图 2.2编辑 c 源程序 2.3 在终端使用 gcc 编译器编译源程序，键入命令：gcc -S hello.c -o hello.s↙，在 home 文件夹下生成 hello.s 汇编文件 图 2.3 生成汇编文件 2.4 在终端查看汇编文件 hello.s,键入命令 cat hello.s 图 2.4 查看汇编文件 实验实验 内容内容 （续）（续） 3．对汇编文件进行汇编，生成可重定位目标文件。 图 3 对汇编文件进行汇编 4．对目标文件进行链接，生成可执行文件。 图 4.1生成可执行文件 实验实验 内容内容 （续）（续） 图 4.2执行 5．对可执行文件进行反汇编 图 5反汇编 实验实验 分析分析 记录实验的调试方法和运行结果；实验数据的分析和处理；实验过程；实 验中遇到的问题和解决方案。 【练习 1】 （1）该源程序取名 hello.c，通过汇编、连接后生成可执行文件 hello， 运行该文件显示的内容如下： （2）在终端使用 gcc 编译器编译源程序，生成汇编文件并查看，分 析汇编指令与 C 源程序的对应关系。 1.在汇编语言文件中 .globl xy .type xy, @function 对应源程序中对 xy 的声明 2.在汇编语言中 xy: pushl %ebp movl %esp, %ebp subl$24, %esp addl$1, 8(%ebp) movl $.LC0, %eax movl 8(%ebp), %edx movl %edx, 4(%esp) movl %eax, (%esp) callprintf leave ret .sizexy, .-xy 对应于源程序 xy 的定义 xy(int x) { x=x+1; printf(“%d\n“,x); } 其中 addl $1, 8(%ebp)对应 x=x+1；call printf 对应于源程序 中输出 x。 3.汇编语言中 实验实验 分析分析 ( (续续) ) main: pushl movl %ebp %esp, %ebp andl$-16, %esp subl$32, %esp movl movl movl call xy leave ret .sizemain, .-main $1, 28(%esp) 28(%esp), %eax %eax, (%esp) 对应于源程序中对于主函数的定义： main() { int x=1; xy(x); } （3）对可执行文件进行反汇编，分析汇编指令与源文件语句的关系， 找到主程序所对应的指令代码。 以下是主程序对应的反汇编指令： 080483e4 : 80483e4:55push%ebp 80483e5:89 e5mov%esp,%ebp 80483e7:83 e4 f0 and$0 xfffffff0,%esp 80483ea:83 ec 20sub$0 x20,%esp 80483ed:c7 44 24 1c 01 00 00movl$0 x1,0 x1c(%esp) 80483f4:00 80483f5:8b 44 24 1c mov0 x1c(%esp),%eax 80483f9:89 04 24mov%eax,(%esp) 80483fc:e8 c3 ff ff ffcall80483c4 8048401:c9leave 实验实验 分析分析 ( (续续) ) 8048402: 8048403: 8048404: 8048405: 8048406: 8048407: 8048408: 8048409: 804840a: 804840b: 804840c: 804840d: 804840e: 804840f: c3 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 90 ret nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop nop 总结实验中存在的问题、数据结果、误差分析等；实验得出的主要结论； 实验的收获和体会；提出对实验的改进意见等。 1．存在的问题 一开始并不知道如打开终端，最后发现右键菜单中有此功能；虚拟机 的建造过程也因为不熟悉，消耗大量时间。 2．实验结论 高级语言和机器语言之间可以转换。 实验实验 总结总结 3．收获和体会 掌握了高级语言源程序和目标机器代码的不同表示及其相互转换；深 刻理解了高级语言和机器语言之间的关系；掌握了子程序设计的思想、方 法及上机调试过程；理解中断服务子程序的执行过程。 实验态度：好 较好 一般 不好  实验准备：好 较好 一般 不好  数据分析：好 较好 一般 不好  成绩成绩 评定评定 实验总结：好 较好 一般 不好  报告格式：好 较好 一般 不好 