Міністерство освіти і науки України
Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут ім. І. Сікорського»
Кафедра автоматизації проектування енергетичних процесів і систем
Лабораторна робота № 4
з дисципліни «Операційні системи»
«Завантаження та виконання програм DOS. Організація програм *.ЕХЕ та *.СОМ»
Робота студентки 1 курсу групи ТР-15, Чубукової Анастасії
Перевірила д.т.н., проф. Левченко Л.О.
КИЇВ 2022 Мета роботи: ознайомитися зі структурою виконуваних програм *.ЕХЕ та *.СОМ та їх образом в пам’яті.
Теоретична частина
Операційна система MS DOS передбачає два типи виконуваних програм, які мають розширення *.СОМ та *.ЕХЕ .
Перед завантаженням в оперативну пам’ять СОМ- та ЕХЕ-програм DOS визначає спеціальну область оперативної пам’яті розміром 256 (100h) байт - сегментну адресу, яка називається префіксом програмного сегменту (PSP – Program Segment Prefics). PSP може використовуватися в програмі для визначення імен файлів та параметрів з командного рядка, які вводяться при запуску програми на виконання, обсягу допустимої пам'яті, змінних оточення системи та ін.
При завантаженні програми в оперативну пам’ять DOS ініціалізує як мінімум три сегментних регістри: CS, DS, SS (додатковим може бути ES). Код та дані переміщуються з файлу на диску в оперативну пам’ять, а адреси цих сегментів заносяться у CS та DS відповідно. Сегмент стека або виділяється в області, що вказана в програмі, або співпадає (якщо він явно не описаний в програмі) з самим першим сегментом програми. Адреса сегменту стека розташовується в регістрі SS. Програма може мати декілька кодових сегментів та сегментів даних і в процесі виконання за допомогою спеціальних команд здійснюється переключення між ними.
Для того, щоб адресувати одночасно два сегменти даних, наприклад, для виконання операції пересилання з однієї області пам’яті в іншу, можна використовувати регістр додаткового сегмента ES. Кодовий сегмент та сегмент стеку завжди визначається вмістом своїх регістрів (CS та SS), в кожний момент виконання програми завжди використовується якийсь один кодовий сегмент та один сегмент стека.
Усі сегменти можуть використовувати різні області пам’яті, а можуть частково або повністю перекриватися. Кодовий сегмент повинен обов’язково описуватися в програмі, усі інші сегменти можуть бути відсутніми. У цьому випадку при завантаженні програми в оперативну пам’ять DOS ініціює регістри DS та ES значенням адреси префікса програмного сегмента PSP. Регістр SS при цьому ініціалізується значенням сегменту, що знаходиться одразу за PSP, тобто першого сегменту програми. При цьому слід враховувати, що стек «зростає вниз» (при розміщенні у стек вміст регістра SP, що вказує на вершину стека, зменшується, а при зчитуванні зі стека - збільшується). Тому при розміщенні у стек будь-яких значень вони можуть затерти PSP, в зв’язку з цим слід завжди сегмент стеку описувати в програмі явно та задавати для нього розмір, достатній для нормальної роботи. У вказівник команд ІР завантажується зсув точки входу в програму (вибирається з операнда директиви END), у вказівник стека SP – зсув кінця сегмента стека.
Образ пам’яті програми типу *.ЕХЕ:
/
Образ пам’яті програми типу *.COM:
/
Основні відмінності програм типу *.СОМ та *.ЕХЕ полягають у наступному:
програми типу *.СОМ (двійковий образ коду та даних програми)
• складаються тільки з одного сегменту, в якому розміщується і код програми, і дані, і стек;
• файл СОМ-формату не містить переміщуваних адрес;
• СОМ-файл завантажується, починається з адреси PSP:0100h;
• CS, DS, ES, SS вказують на PSP;
• SP вказує на кінець сегмента PSP (зазвичай 0FFFEh);
• ІР містить 100h (перший байт модуля) в результаті команди JMP PSP:100h;
• розмір програми типу *.СОМ не може перевищувати 64 Кбайт;
• використовується модель пам’яті TINY;
• образ СОМ-файла зчитується з диску та розташовується в пам’яті, починаючи PSP:0100h;
• програма генерує стек автоматично, тому в самій асемблерній програмі стек має бути відсутнім; усі дані повин...
