Bamboo Traces
汇编与逆向
Bamboo Lv3
  2025-03-17 20:26:33   2025-05-27 09:28:37  4.4k Words  17 Mins  

汇编

寄存器 （14个）

通用寄存器：AX,BX,CX,DX

其中为了保证8位CPU和16位CPU的兼容性，这四个寄存器都可以分成两个独立的8位寄存器使用

AX = AH(高8位) + AL(低8位) 其余同理。

段寄存器：CS(代码段使用的寄存器),DS(数据段使用的寄存器),SS(堆栈段使用的寄存器),ES(附加段使用的寄存器)

指针寄存器：SP(堆栈内的偏移值),BP(寻址，默认在堆栈段寻找),SI(寻址，默认在数据段寻找),DI(寻址，默认在数据段寻找),IP(存储要执行的下一条指令的偏移地址)

标志寄存器：PSW

其中，BX、BP、SI、DI可用来寻址

其中标志寄存器涉及到的通用标志位是：

零标志位（ZF）：结果为0，则ZF =1 ；结果为1，则ZF=0

奇偶标志位（PF）：1的个数为偶数，则PF =1；个数为奇数，则PF =0

符号标志位（SF）：结果为负，则SF =1；结果为正，则SF=0

进位标志位（CF）：无符号数运算的进位值或借位值

溢出标志位（OF）：有符号数运算，溢出为1，无溢出为0

OF= 最高位进位（符号位）异或 次高位进位（数值最高位）

方向标志位（DF） ： 在串处理指令中控制每次操作后si、di的递减。

寻址方式

大多数汇编语言指令都需要处理操作数。操作数地址提供了要处理的数据存储的位置。有些指令不需要操作数，而另一些指令则需要一个，两个或三个操作数。当一条指令需要两个操作数时，第一个操作数通常是目的地，它在寄存器或存储器位置中包含数据，第二个操作数是源。源包含要传递的数据（立即寻址）或数据的地址（在寄存器或存储器中）。通常，操作后源数据保持不变。

  1. [idata]用一个常量来表示地址，可用于直接定位一个内存单元
  2. [bx]用一个变量来表示内存地址，可用于间接定位一个内存单元
  3. [bx + idata] 用一个变量和常量表示地址，可在一个起始地址的基础上用变量间接定位一个内存单元
  4. [bx + si]用两个变量表示地址
  5. [bx + si + idata]用两个变量和一个常量表示地址

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例如：

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mov ax,[bx + 200]
mov ax,[si + 123]
mov ax,[di + 234]
mov ax,[bx + si]
mov ax,[bx + si +200]    -->   mov ax,200[bx][si]   ;把200看成基址，然后形式类似于二维数组

mov指令可能具有以下形式：

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MOV  寄存器, 寄存器
MOV  寄存器, 立即数
MOV  寄存器, 内存
MOV  内存, 立即数
MOV  内存, 寄存器

物理地址与逻辑地址的转换：

物理地址 = 段地址 × 16 +偏移地址

偏移地址–> 段地址：偏移地址

变量

指令 目的 储存空间
db 定义字节 分配1个字节
dw 定义字 分配2个字节
dd 定义双字 分配4个字节

在数据段中使用如下：

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data segment
	db 1
	dw 1
	dd 1
data ends

dup 是一个操作符，和db、dw、dd等数据定义伪指令配合使用的，用来进行数据的重复。

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db 3 dup ('abc','ABC')
;定义了18个字节-->'abcABCabcABCabcABC'
;相当于 db 'abcABCabcABCabcABC'

基本语法

汇编程序可以分成三个段：数据段、代码段、堆栈段。

注释以分号;开头

其中汇编语句的格式为：

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[label] mnemonic [operands] [;comment]

堆栈段

push ax ： 将ax内容送入栈中，sp=sp-2 指向偏移地址（进栈）

pop ax ： 将ss:sp指向的内存单元处数据送入ax寄存器中，sp=sp+2指向当前栈顶下面的单元（出栈）

当栈满的时候再使用push指令进栈以及当栈空的时候再使用pop指令出栈都会发生栈顶超界。

pushf：将标志寄存器的值压栈

popf：从栈中弹出数据，送入标志寄存器中

初始化代码：（栈就是高地址往低地址生长的）

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assume cs:code,ds:data,ss:stack

data segment
	...
data ends

stack segment
	dw 0,0,0,0...,0  ;在内存分配16个字的空间
stack ends

code segment
start:
	mov ax,data
	mov ds,ax  ;设置数据段段地址
	mov ax,stack  
	mov ss,ax     ;设置堆栈段段地址
	mov sp,20h    ;栈初始化，空栈时栈底和栈顶指针sp都是20h(因为分配了16个字，所以是32个字节)
	...
code ends
end

逻辑指令

and指令 ： 按位进行与运算。(同时为1才能为1)

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mov al,01100011B
and al,00111011B  ;作用：可用来给特定的位置清0，将相应位设为0，其余位不变

执行后：al = 00101011

or指令 ： 按位进行或运算。（同时为0才能为0）

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mov al,01100011B
or  al,00111011B  ;作用：可以给特定位置设1，将相应位置设为1，其余位设0

执行后： al = 01111011B

not指令 : 按位进行非运算。（全部倒转，反码操作）

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mov al,01100011B
not al

执行后：al = 10011100B

xor指令 ： 按位进行异或运算。（异为1，同为0）

特点：

  • 与自己异或为全0
  • 与自己相反的异或为全1
  • 所有值与0异或保持不变
  • 所有值与1异或则取反

作用：

  • 数据部分取反
  • 同时清除寄存器及CF
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xor ax,ax  
;执行之后 ax=0，CF=0  （清零操作）
;相当于 mov ax,0  但是速度比mov快

算术指令

inc 指令 ： 将操作数加1.（相当于c语言的num++）

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inc bx		;32位寄存器  自增1
inc dl		;16位寄存器  自增1
inc [count] ;变量count  自增1

dec 指令 ： 将操作数减1.（相当于c语言的num–）

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dec [value]

add/sub 指令 ： 简单的加/减法指令，用于对字节、字和双字大小的二进制数据进行简单的加/减。

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add/sub destination,source

add/sub 指令可以发生在：

  • 寄存器 to 寄存器
  • 内存 to 寄存器
  • 寄存器 to 内存
  • 寄存器 to 常量数据
  • 内存 to 常量数据

adc 指令 ： 带进位的加法指令，利用CF位上记录的进位值。

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格式：
adc 操作对象1,操作对象2

功能：
adc ax,bx
实际上实现的功能是：(ax) = (ax) + (bx) + CF

sbb 指令 ： 带错位减法指令，利用CF位上记录的借位值。

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格式：
sbb 操作对象1,操作对象2

功能：
sbb ax,bx
实际上实现的功能是：(ax) = (ax) - (bx) - CF

mul 指令 ： 乘法指令，对应位数（同为8位或者16位）

两个字节相乘（8位）：

被乘数在AL寄存器中，乘数在存储器或者另一个寄存器中。

结果放在AX中，高8位存储在AH中，低8位存储在AL中。

两个单字相乘（16位）：

被乘数在AX寄存器中，乘数在内存或其他存储器中。

高阶（最左侧）部分存储在DX中，而低阶（最右侧）存储在AX中。

例子：计算100*10

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mov al,100
mov bl,10
mul bl
结果：(ax) = 1000(03E8h)

例子：计算100*10000

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mov ax,100
mov bx,10000
mul bx
结果：(ax)=4240H,(dx)= 000FH
(F4240H = 1000000)

div 指令 ： 除法指令。

当除数为1个字节时：

除数在寄存器或内存单元中，被除数在AX中。

结果中的商放在AL中，余数放AH中。

当除数为1个单字时：

除数在寄存器或者内存单元中，被除数在DX和AX中。

结果中的商放在AX中，余数放在DX中。

shl 指令 ： 逻辑左移指令，将数据向左移位，最后移出的一位写入CF，最低位用0补充。

sal 指令 ： 算术左移指令，本质与shl相同。

shr 指令 ：逻辑右移指令，将数据向右移位，最后移出的一位写入CF，最高位用0补充。

sar 指令 ：算术右移指令，将数据向右移位，最后移出的一位写入CF，最高位用最高位相同的数字补充。

串传送指令

movsb（以字节为单位传送）

将ds:si指向的内存单元送入es:di中

DF=0则si=si+1 ；DF=1则si =si -1

movsw(以字为单位传送)

将ds:si指向的内存单元送入es:di中

DF=0则si=si+2 ；DF=1则si =si -2

rep是根据cx的值重复执行后面的串传送指令

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rep movsb
;相当于
s:movsb
 loop s

cld 指令：将标志寄存器DF置0

std 指令：将标志寄存器DF置1

例子：用串传送指令，将data段的第一个字符串复制到它后面的空间中。

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assume ds:data,cs:code

data segment
	db 'Welcome to masm!'
	db 16 dup (0)
data ends

code segment
start:
	mov ax,data
	mov ds,ax
	mov si,0  ;ds:si指向data:0
	mov es,ax
	mov di,16 ;es:di指向data:16
	mov cx,16 ;rep16次
	cld  ;DF=0,正向传送
	rep movsb
code ends
end

条件

汇编语言中的条件执行是通过几个循环和分支指令来完成的，这些指令可以更改程序中的控制流。

CMP 指令 ： 比较两个操作数，从另一个操作数中减去一个操作数，以比较操作数是否相等。它不会干扰目标或源操作数。它与条件跳转指令一起用于决策。

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CMP DX,00 ;将DX与0进行比较
JE L7     ;如果相等，则跳转到L7

L7:...

通常用于比较计数器值是否达到需要循环的次数：

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inc cx
CMP cx,10  ;比较计数器是否达到10
JLE LP1    ;如果小于等于10则跳转到LP1

无条件跳转 ： JMP 指令

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MOV  AX, 00    ; 将AX初始化为0
MOV  BX, 00    ; 将BX初始化为0
MOV  CX, 01    ; 初始化CX为1
L20:
ADD  AX, 01    ; 增量AX
ADD  BX, AX    ; 将AX添加到BX
SHL  CX, 1     ; 向左移动CX，这反过来使CX的值翻倍
JMP  L20       ; 重复的语句

（机器码：EB）jmp short 标号，对IP的修改范围为-128~127

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assume cs:codesg
codesg segment
start:
	mov ax,0
	jmp short s
	add ax,1
  s:inc ax
codesg ends
end start
;在这个程序中其实ax只执行了一次ax+1操作

（机器码：E9）jmp near ptr 标号 ，修改范围为-32769~32767

（机器码：EA）jmp far ptr 标号，(CS)=标号所在段的段地址，（IP）=标号所在段中的偏移地址

条件跳转

指令 描述 检测的相关标志位
je / jz (equal) 等于则转移 ZF = 1
jne / jnz 不等于则转移 ZF = 0
jb (below) 低于则转移 CF = 1
jnb 不低于则转移 CF = 0
ja (above) 高于则转移 CF = 0,ZF = 0
jna 不高于则转移 CF = 1 或 ZF = 1

子程序

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call s ： 将当前IP或CS和IP压入栈中（压入栈中保留时IP已经指向下一条指令，所以保留的地址指向CALL的下一条指令，RET返回该地址可以继续执行），然后转移

call far ptr s : CS寄存器先进栈，IP寄存器后进栈

ret 指令 ：返回指令，将栈顶一个字节弹出栈送进IP寄存器

retf 指令 ： 先弹出的送入IP寄存器，后弹出的送入CS寄存器

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相关程序

大小写字母转换

在ASCII编码中，61h表示“a”，41h表示“A”，相差20h。

“A” : 41H = 01000001B

“a” : 61H = 01100001B

就是第五位不同，所以可以考虑使用xor操作将第5位清零或置一以实现转换。

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assume cs:code,ds:data

data segment
	db 'BaSiC'  ;位置在0，转大写
	db 'MinIX'  ;位置在5，转小写
data ends

code segment
start:
	mov ax,data
	mov ds,ax  ;设置数据段段地址
	
	mov bx,0  ;指针初始化
	mov cx,5  ;循环次数
  s1:mov al,0[bx]  ;读第一个字符
	and al,11011111B  ;将第5位置0，转为大写字母
	mov 0[bx],al   ;写回
	mov al ,5[bx]  ;读一个字符
	or al 00100000B  ;将第五位置1，转为小写字母
	mov 5[bx],al    ;写回
	inc bx  ;指向下一个字符
	loop s1  ;第一次循环
	
	mov ax ,4c00h
	int 21h
code ends
end

字符串或内存块内容的批量复制

例子：用si和di实现将字符串‘welcome to masm!’复制到他后面的数据区中。

分析：原来数据位置在data:0开始，有16个字节，所以后面的偏移地址为16.用ds:si指向要复制的源始字符串，用ds:di指向复制的目的空间，使用循环进行复制。

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assume cs:code,ds:data

data segment
	db 'welcome to masm!'
	db '................'
data ends

code segment
start:
	mov ax,data
	mov ds,ax  ;数据段的段地址
	mov si,0
	mov di,16
	
	mov cx,8
  s:mov ax,[si]
  	mov [di],ax
  	add si,2
  	add di,2
  	loop s
  	
  	mov 4c00h
  	int 21h
code ends
end

例子：内存块数据拷贝

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assume cs:code

code segment
	dw 0123h,0456h,0789h,0abch,0defh,0fedh,0cbah,0987h
	start:
		mov ax,0
		mov ds,ax  ;段地址
		mov bx,0   ;偏移地址
		
		mov cx,8 ;循环次数
	   s:mov ax,[bx]  ;读取偏移地址的内容
		mov cs:[bx],ax  ;写入内存
		add bx,2
		loop s
		
		mov ax,4c00h
		int 21h
code ends
end start

求一个或多个数的N次方

例子：计算2的12次方(但是这个add只局限于2的次方)

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assume cs:code

code segment
	mov ax,2
	mov cx,11
  s:add ax,ax
    loop s
    
    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end

例子：计算4的10次方（可以用于单个数的N次方）

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assume cs:code

code segment
start:
	mov ax,4
	mov cx,9
  s:mov bx,4
    mul bx
    loop s
    
    mov ax,4c00h
    int 21h
code ends
end

环境安装

本地环境为Windows，使用的工具有DOSBox、MASM5，8086汇编语言需要在DOS环境下进行，因此需要在电脑上安装一个DOS虚拟机。虚拟机软件选用DOSBox-x 0.83.19，该软件为绿色软件，将压缩包解压后运行文件夹中的DosBox-x程序即可。

DOS环境搭好后需要安装宏汇编开发包MASM5，具体方法为：

\1) 在本机硬盘上创建一个DOS目录，如D:\DOS ；

\2) 将MASM5.RAR复制到该目录并解压 ；

这里注意的是，masm的路径应该直接为D:\DOS:\MSAM5,里面包含masm.exe、link.exe、 debug.exe、 exe2bin.exe，分别用于汇编asm程序、连接、调用。

\3) 编辑DOSBOX-X目录下的 dosbox-x.conf 文件：

​ 在文件末尾[autoexec]段落（功能是开机自动运行）下添加一行：

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mount c d:\dos

​ 该行将你的DOS目录映射为DOS虚拟机的C盘。

​ 然后在上面若干行处将

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set path  = Z:\;Z:\SYSTEM;Z:\BIN;Z:\DOS;Z:\4DOS;Z:\DEBUG;Z:\TEXTUTIL

​ 这一行修改为

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set path  = Z:\;Z:\SYSTEM;Z:\BIN;Z:\DOS;Z:\4DOS;Z:\DEBUG;Z:\TEXTUTIL;C:\MASM5

​ 这样即可将宏汇编MASM5的功能加入搜索路径，输入命令即可使用。

\4) 存盘退出，启动虚拟机即可

可以在DOS盘下建立一个exp目录，将实验程序源代码都存在目录里。源代码的编写用任何文本编辑软件编写均可。

至此汇编语言开发环境搭建完毕。

单代码段程序的编写

编写汇编程序

在记事本中写入汇编程序，并修改后缀名为.asm，存放在建立的D:\DOS:\exp中

汇编文件

点开解压之后的dosbox文件夹，双击exe打开，cd到存放文件的地方，输入masm回车，在之后的语句输入上述已编写的asm文件名（不需要后缀）然后连续敲回车，显示0 Warning/Severe Errors表明汇编成功，生成一个后缀为.obj文件（也可以检查一下masm是否可用）

还可以直接输入 masm [文件名]

以下是我输入的例子：

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assume cs:codesg
codesg segment
mov ax, 2000H
mov ss,ax
mov sp, 0
add sp, 10
pop ax
pop bx
push ax
push bx
pop ax
pop bx

mov ax, 4c00H
int 21H

codesg ends
end

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连接文件

在汇编完成的语句后输入link，之后再输入文件名，连续敲回车，显示LINK:warning L4021:no stack segment表明连接成功，可以看到后缀为.exe的文件

同样也可以直接输入 link [文件名]

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调试文件

输入debug [文件名].exe就可以进入调试，在短横线后输入命令即可。

以下为常用命令：

r：查看、改变寄存器的内容

查看就输入r，修改就输入r [需要修改的寄存器名字] ，然后输入修改的数值即可完成。

image-20250317211332992

d：查看内存中的内容

直接输入d，可以查看预设地址内存处的128个字节的内容

image-20250317211304283

也可以查看指定段的，输入d [后]:[前]

image-20250317211548029

e：修改内存单元中的内容

可以写入数据、指令，内存中，数据和指令都是机器码，没什么区别

写入数据（需要指明地址和要写入的地址）

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e  [地址] [数据](数据如果有多个，中间要加空格)

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逐个询问修改数据

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e [地址]

输入这个地址就会告诉你这个地址的内容，修改就在后面写上需要修改的数据，如果想对下一个字节进行修改，敲空格即可跳到下一个地址

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u：将内存中的机器指令翻译成汇编指令

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a：以汇编的指令格式在内存中写入机器指令

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a [写入的地址]
[内容]
...(按回车退出)

t：单步运行

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注意观察每次输入t指令后，ax，bx的值变化。可以观察出t命令是使用一次执行一次汇编指令。

q：退出debug

​

  1. 1. 汇编
    1. 1.1. 寄存器 （14个）
    2. 1.2. 寻址方式
    3. 1.3. 变量
    4. 1.4. 基本语法
      1. 1.4.1. 堆栈段
      2. 1.4.2. 逻辑指令
      3. 1.4.3. 算术指令
      4. 1.4.4. 串传送指令
        1. 1.4.4.1. movsb（以字节为单位传送）
        2. 1.4.4.2. movsw(以字为单位传送)
    5. 1.5. 条件
      1. 1.5.1. 无条件跳转 ： JMP 指令
      2. 1.5.2. 条件跳转
    6. 1.6. 子程序
    7. 1.7. 相关程序
      1. 1.7.1. 大小写字母转换
      2. 1.7.2. 字符串或内存块内容的批量复制
      3. 1.7.3. 求一个或多个数的N次方
  2. 2. 环境安装
    1. 2.1. 单代码段程序的编写
      1. 2.1.1. 编写汇编程序
      2. 2.1.2. 汇编文件
      3. 2.1.3. 连接文件
      4. 2.1.4. 调试文件
      5. 2.1.5. r：查看、改变寄存器的内容
      6. 2.1.6. d：查看内存中的内容
      7. 2.1.7. e：修改内存单元中的内容
        1. 2.1.7.1. 写入数据（需要指明地址和要写入的地址）
        2. 2.1.7.2. 逐个询问修改数据
      8. 2.1.8. u：将内存中的机器指令翻译成汇编指令
      9. 2.1.9. a：以汇编的指令格式在内存中写入机器指令
      10. 2.1.10. t：单步运行
      11. 2.1.11. q：退出debug
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  1. 1. 汇编
    1. 1.1. 寄存器 （14个）
    2. 1.2. 寻址方式
    3. 1.3. 变量
    4. 1.4. 基本语法
      1. 1.4.1. 堆栈段
      2. 1.4.2. 逻辑指令
      3. 1.4.3. 算术指令
      4. 1.4.4. 串传送指令
        1. 1.4.4.1. movsb（以字节为单位传送）
        2. 1.4.4.2. movsw(以字为单位传送)
    5. 1.5. 条件
      1. 1.5.1. 无条件跳转 ： JMP 指令
      2. 1.5.2. 条件跳转
    6. 1.6. 子程序
    7. 1.7. 相关程序
      1. 1.7.1. 大小写字母转换
      2. 1.7.2. 字符串或内存块内容的批量复制
      3. 1.7.3. 求一个或多个数的N次方
  2. 2. 环境安装
    1. 2.1. 单代码段程序的编写
      1. 2.1.1. 编写汇编程序
      2. 2.1.2. 汇编文件
      3. 2.1.3. 连接文件
      4. 2.1.4. 调试文件
      5. 2.1.5. r：查看、改变寄存器的内容
      6. 2.1.6. d：查看内存中的内容
      7. 2.1.7. e：修改内存单元中的内容
        1. 2.1.7.1. 写入数据（需要指明地址和要写入的地址）
        2. 2.1.7.2. 逐个询问修改数据
      8. 2.1.8. u：将内存中的机器指令翻译成汇编指令
      9. 2.1.9. a：以汇编的指令格式在内存中写入机器指令
      10. 2.1.10. t：单步运行
      11. 2.1.11. q：退出debug