6.12　本章程序的调试

6.12.1　调试命令“n”的使用

要调试本章的程序，可以利用上一章里介绍的方法，其中非常重要的一个调试命令是单步执行命令“s”。

单步执行有一个缺点，就是会陷入同一条指令的多次重复执行里，比如rep movsw 指令。如图6-7 所示，由于是在两个内存区域之间复制字符，rep movsw 指令要执行很多次，每当输入“s”命令后，执行的依然是movsw 指令，直到寄存器CX 的内容为零，复制过程结束后，才开始单步执行下一条指令。注意，在图中，Bochs 使用了rep movsw 指令的另一种形式“rep movsw word ptr es:[di],word ptr ds:[si]”，它们其实是一回事。

除了rep movsw 指令，本章中的loop 指令也会使单步执行陷入循环体中，直到循环条件不成立，退出循环时，才开始单步执行循环体外的下一条指令。如图6-8 所示，当单步执行循环指令loop .-9 时（本指令的物理内存地址是0x0000000000007C4A），下一条指令马上变成循环体内的第一条指令（xor dx,dx，物理内存地址为0x0000000000007C43）。只有当寄存器CX 的内容为零时，才开始单步执行循环体外的下一条指令。

在图中，loop 指令的目标地址是用标号“.-9”表示的，这条指令就是本章程序中的指令

但是，程序在编译后，所有标号都消失了。当Bochs 重现这些程序时，不可能知道这里原先是一个标号“digit”。因此，它用loop 指令的操作数作为标号。我们知道，loop 指令的操作数是一个相对量，是用目标处的汇编（偏移）地址减去当前指令的汇编（偏移）地址，再减去loop 指令的长度（2）得到的。因此，如图中所示，0x7c4a 减去0x7c43（循环体内的第一条指令xor dx,dx），再减去2，只保留一个字节，就是0xf7，即十进制数－9。

可以想象，如果循环的次数很多（有时候，循环成千上万次是很正常的），则我们就无法调试循环体后面的程序。在这种情况下，你应当在执行rep movsb、repmovsw 和loop 指令的时候，使用调试命令“n”。此时，Bochs 将自动完成循环过程，并在循环体外的下一条指令前停住。

6.12.2　调试命令“u”的使用

之所以能够使用调试命令“n”来越过循环体，是因为Bochs 知道控制循环次数的是寄存器CX，它可以自动监视整个循环过程。

但是，“n”命令对于下面的循环结构无效：

原因很简单，条件转移指令（在这里是jns）不是循环指令，转移到的目标位置一般位于前方（源程序的后面），而不是像这里一样，目标位置是先前已经执行过的指令，于是恰巧构成了一个特殊的循环。

因此，如图6-9 所示，当用“n”命令执行jns show（在图中显示的是jns .-15）后，下一条指令又变成物理地址为0x0000000000007c52 处的指令mov al,byte ptr ds:[bx+si]（即mov al,[bx+si]），因为SF 标志为“0”。

如何越过条件转移指令构造的特殊循环体，往后调试执行呢？要解决这个问题，只需要知道循环体后面那条指令的物理地址即可，这可以使用反汇编命令“u”。

反汇编的意思是根据机器指令代码生成可读的汇编语言指令，正好与汇编过程相反。“u”命令可以使用两个参数，第一个参数是跟在“/”后面的数字，指定反汇编出多少条指令；第二个参数用于指定一个内存地址，Bochs 从这里开始反汇编操作。

如图6-10 所示，在jns .-15 指令执行前，用“u”命令反汇编。该命令指示从指令jns .-15 所在的地址处（0x0000000000007c5f）开始反汇编，而且只需得到2 条指令即可。注意，如果是从当前地址处开始反汇编，则地址参数可以省略。在这里，只需使用“u/2”即可。

命令下达后，Bochs 迅速做出回应，给出了两条指令，并显示了各自所在的物理地址。很显然，条件转移指令jns 之后的那条指令是mov word ptr es:[di],0x0744，也就是本章程序中的mov word [es:di],0x0744，其物理地址是0x7c61。

依然如图中所示，为了越过这个特殊的循环结构，首先使用“b”命令把0x7c61 设为断点，然后执行“c”命令来连续执行程序，直至发现已经处于断点位置。

6.12.3　用调试命令“info”察看标志位

为了察看标志寄存器FLAGS 的状态（各个标志位），可以在Bochs 中使用命令“info”。使用该命令可以显示多种类型的处理器信息，显示标志寄存器的状态只是其功能之一。

为了显示标志寄存器的状态，可以使用“eflags”参数，即“info eflags”。INTEL8086 的标志寄存器是16 位的，称做FLAGS；在32 位处理器上，该标志寄存器做了扩展，达到了32 位，称做EFLAGS。因此，在Bochs 中，应当输入“info eflags”而不是“info flags”。

要察看标志寄存器的状态，应当在调试本章程序的过程中进行。如图6-11 所示，我们在执行第33 行的xor dx,dx 指令之前，察看一下标志寄存器的状态。

如图中所示，当命令输入之后，Bochs 显示一行古怪的文字作为回应，请允许我来解释一下这些东西都是什么。

首先，像“id、vip、vif、ac、vm、rf、nt、IOPL”这些标志，是32 位处理器才有的，现在不用管它们。

然后，“of”是溢出标志；“df”是方向标志；“if”和“tf”是和中断有关标志，第9 章才能讲到；“sf”是符号标志；“zf”是零标志；“af”是辅助进位标志；“pf”是奇偶标志；“cf”是进位标志。

问题是，光显示标志的名称，怎么知道某个标志位是“0”还是“1”呢？很简单，如果显示的标志名称是小写的，那么，说明该标志为“0”；否则，该标志的状态为“1”。如图中所示，因为符号标志是大写的“SF”，因此，表明该标志当前的状态是“1”。

注意，我们现在关注的是当xor 指令执行后，标志寄存器的变化情况。接下来，我们单步执行xor dx,dx 指令，然后再显示一次标志寄存器的内容。

如图6-12 所示，该指令执行后，符号标志的名称变成小写，零标志和奇偶标志的名称变为大写。请你想一想，这是为什么？

检测点6.5

调试本章程序。要求：使用反汇编命令定位到源程序第53 行（jmp near $），然后在这里设置断点，并用“c”命令连续执行到该断点位置。注意，因为Bochs 会把非指令的数据也视为指令，这将有可能导致反汇编不正确。因此，要小心避开这些数据区，在Bochs 把物理地址0x7C00 之后的数据（一大堆零）也反汇编成指令时，不要感到惊讶。 Z1SLR+XLvzVa+OH4tyx0WCExCCGxKey0FL2ccwTPxKvFMN9gp3TdtjGvQHtaoGt3