MS-DOS EXE(MZ)形式

COM形式はファイルヘッダを持たないことによる拡張性の欠如や、セグメントレジスタを用いず開始位置も0100Hに固定されていたために8086の機能を活かすことができなかった。そのため、MS-DOSはファイルヘッダを持ったEXEフォーマットを新たに導入した。

再配置可能であり、扱えるメモリ領域も64KBを超えられるという特徴を持つ。

ヘッダを定義する構造体は次のようになっている。(Wineのソースwinnt.hより)

code:fileheader.c

typedef struct _IMAGE_DOS_HEADER {

WORD e_magic; /* 00: MZ Header signature */

WORD e_cblp; /* 02: Bytes on last page of file */

WORD e_cp; /* 04: Pages in file */

WORD e_crlc; /* 06: Relocations */

WORD e_cparhdr; /* 08: Size of header in paragraphs */

WORD e_minalloc; /* 0a: Minimum extra paragraphs needed */

WORD e_maxalloc; /* 0c: Maximum extra paragraphs needed */

WORD e_ss; /* 0e: Initial (relative) SS value */

WORD e_sp; /* 10: Initial SP value */

WORD e_csum; /* 12: Checksum */

WORD e_ip; /* 14: Initial IP value */

WORD e_cs; /* 16: Initial (relative) CS value */

WORD e_lfarlc; /* 18: File address of relocation table */

WORD e_ovno; /* 1a: Overlay number */

WORD e_oemid; /* 24: OEM identifier (for e_oeminfo) */

WORD e_oeminfo; /* 26: OEM information; e_oemid specific */

DWORD e_lfanew; /* 3c: Offset to extended header */

} IMAGE_DOS_HEADER, *PIMAGE_DOS_HEADER;

COM形式との区別のため、ファイルの先頭2バイトがマジックナンバー'MZ'(または'ZM')になっている。これはMS-DOS 2.0の開発責任者の一人Mark Zbikowskiのイニシャルに由来するらしい。

日本語コメント付きヘッダ定義(システムソフトウェア構成論レジュメより)

https://gyazo.com/44c20b7ac6a053e7c24adb5e664460f2

ロード手順

メモリ領域を確保

領域の大きさはPSP+loadサイズ+maxalloc+spサイズ

メモリ不足のときはmaxallocをminallocまで減らしていく

ロード nblocks*512 + lastsize

再配置処理(ロード時なので静的再配置である)

セグメントレジスタをセット

ヘッダのipポインタの位置にfar jump(cs:ipの位置)

再配置処理

コード内のアドレス値はロード時に変換しなければならないが、アドレス値はセグメント値+オフセット値で表しているためセグメント値を変化させる(ロード前は基本0開始前提なので主にcsの値を足す)だけで良い

code:hello.asm

1 ;------------------------------------

2 ; サンプルプログラム HELLO.ASM

3 ; 「Hello !」と表示します

4 ;------------------------------------

5 ASSUME CS:CSEG, DS:DSEG, SS:SSEG

6 CSEG SEGMENT WORD

7 START: MOV AX, DSEG

8 MOV DS, AX

9 MOV DX, OFFSET MSG ; DS:DX で MSG を指す

10 MOV AH, 9h

11 INT 21h ; 文字列 MSG を表示

12 MOV AX, 4C00h

13 INT 21h ; プログラムを終了

14 CSEG ENDS

15

16 DSEG SEGMENT WORD

17 MSG DB 'Hello !', 0Dh, 0Ah, '$'

18 DSEG ENDS

19

20 SSEG SEGMENT STACK

21 DB 100h DUP(?)

22 SSEG ENDS

23

24 END START ; 実行開始アドレスは START

0Dhは復行、0Ahは改行、$は表示データの終わりを意味する。