Программы в COM-файлах

------------------------------------------------------------

Цель: Объяснить назначение и использование COM-файлов и перевод ассемблерных программ в формат COM-файлов.

ВВЕДЕНИЕ ------------------------------------------------------------

До сих пор вы писали, ассемблировали и выполняли програм мы в EXE-формате. Компановщик LINK автоматически генерирует особый формат для EXE-файлов, в котором присутствует специальный начальный блок (заголовок) pазмером не менее 512 байт. (В главе 22 рассматривается содержимое начальных блоков). Для выполнения можно также создавать COM-файлы. Примером часто используемого COM-файла является COMMAND.COM. Програм ма EXE2BIN.COM в оперативной системе DOS преобразует EXE- файлы в COM-файлы. Фактически эта программа создает BIN (двоичный) файл, поэтому она и называется "преобразователь EXE в Вin (EXE-to-BIN)". Выходной Вin-файл можно переимено вать в COM-файл.

РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ПРОГРАММАМИ В EXE и COM-файлах ------------------------------------------------------------

Несмотря на то, что EXE2BIN преобразует EXE-файл в COM-файл, cуществуют определенные различия между программой, выполняемой как EXE-файл и программой, выполняемой как COM-файл.

Размер программы. EXE-программа может иметь любой размер, в то время как COM-файл ограничен размером одного сегмента и не превышает 64К. COM-файл всегда меньше, чем соответствую щий EXE-файл; одна из причин этого - отсутствие в COM-файле 512-байтового начального блока EXE-файла.

Сегмент стека. В EXE-программе определяется сегмент сте ка, в то время как COM-программа генерирует стек автоматичес ки. Таким образом при создании ассемблерной программы, которая будет преобразована в COM-файл, стек должен быть опущен.

Сегмент данных. В EXE программе обычно определяется сег мент данных, а регистр DS инициализируется адресом этого сегмента. В COM-программе все данные должны быть определены в сегменте кода. Ниже будет показан простой способ решения этого вопроса.

Ассемблер для IBM PC. Глава 6 124

Инициализация. EXE-программа записывает нулевое слово в стек и инициализирует регистр DS. Так как COM-программа не имеет ни стека, ни сегмента данных, то эти шаги отсутствуют. Когда COM-программа начинает работать, все сегментные ре гистры содержат адрес префикса программного сегмента (PSP), - 256-байтового (шест. 100) блока, который резервируется операционной системой DOS непосредственно перед COM или EXE программой в памяти. Так как адресация начинается с шест. смещения 100 от начала PSP, то в программе после оператора SEGMENT кодируется директива ORG 100H.

Обработка. Для программ в EXE и COM форматах выполняется ассемблирование для получения OBJ-файла, и компановка для получения EXE-файла. Если программа создается для выполнения как EXE-файл, то ее уже можно выполнить. Если же программа создается для выполнения как COM-файл, то компановщиком будет выдано сообщение:
Warning: No STACK Segment (Предупреждение: Сегмент стека не определен)
Это сообщение можно игнорировать, так как определение стека в программе не предполагалось. Для преобразования EXE-файла в COM-файл используется программа EXE2BIN. Предположим, что EXE2BIN имеется на дисководе A, а скомпанованный файл по имени CALC.EXE - на дисководе B. Введите
EXE2BIN B:CALC,B:CALC.COM
Так как первый операнд всегда предполагает EXE файл, то можно не кодировать тип EXE. Второй операнд может иметь другое имя (не CALC.COM). Если не указывать тип COM, то EXE2BIN примет по умолчанию тип BIN, который впоследствии можно переименовать в COM. После того как преобразование будет выполнено можно удалить OBJ- и EXE-файлы. Если исходная программа написана для EXE-формата, то мож но, используя редактор, заменить команды в исходном тексте для COM файла.
ПРИМЕР COM-ПРОГРАММЫ ------------------------------------------------------------
Программа EXCOM1, приведенная на рис. 6.1, аналогична программе на рис. 4.3, но изменена согласно требований COM- формата. Обратите внимание на следующие изменения в этой COM-программе: ъ Стек и сегмент данных отсутствует. ъ Оператор ASSUME указывает ассемблеру установить относи тельные адреса с начала сегмента кодов. Регистр CS также содержит этот адрес, являющийся к тому же адресом префикса программного сегмента (PSP). Директива ORG служит для резервирования 100 (шест.) байт от начально го адреса под PSP.

Ассемблер для IBM PC. Глава 6 125
ъ Директива ORG 100H устанавливает относительный адрес для начала выполнения программы. Программный загрузчик использует этот адрес для командного указателя. ъ Команда JMP используется для обхода данных, определен ных в программе.
Ниже показаны шаги для обработки и выполнения этой программы:
MASM [ответы на запросы обычные] LINK [ответы на запросы обычные] EXE2BIN B:EXCOM1,B:EXCOM1.COM DEL B:EXCOM1.OBJ,B:EXCOM1.EXE (удаление OBJ и EXE-файлов)
Размеры EXE- и COM-программ - 788 и 20 байт соответствен но. Учитывая такую эффективность COM-файлов, рекомендуется все небольшие программы создавать для COM-формата. Для трассировки выполнения программы от начала (но не включая) команды RET введите DEBUG B:EXCOM1.COM. Некоторые программисты кодируют элементы данных после команд так, что первая команда JMP не требуется. Кодирование элементов данных перед командами позволяет ускорить процесс ассемблирования и является методикой, рекомендуемой в руководстве по ассемблеру.
------------------------------------------------------------ ------------------------------------------------------------ Рис. 6.1. Пример COM-программы.
СТЕК ДЛЯ COM-ПРОГРАММЫ ------------------------------------------------------------
Для COM-файла DOS автоматически определяет стек и устанав ливает oдинаковый общий сегментный адрес во всех четырех сегментных pегистрах. Если для программы размер сегмента в 64К является достаточным, то DOS устанавливает в регистре SP адрес конца cегмента - шест.FFFE. Это будет верх стека. Если 64К байтовый сегмент не имеет достаточно места для стека, то DOS устанавливает стек в конце памяти. В обоих случаях DOS записывает затем в стек нулевое слово. Возможность использования стека зависит от размера про граммы и ограниченности памяти. С помощью команды DIR можно определить pазмер файла и вычислить необходимое пространство для стека. Все небольшие программы в этой книге в основном расчитаны на COM-формат.
ОСОБЕННОСТЬ ОТЛАДКИ ------------------------------------------------------------

Несоблюдение хотя бы одного требования COM-формата может послужить причиной неправильной работы программы. Если EXE2BIN обнаруживает oшибку, то выдается сообщение о
Ассемблер для IBM PC. Глава 6 126
невозможности преобразования файла без указания конкретной причины. Необходимо проверить в этом случае директивы SEGMENT, ASSUME и END. Если опущен ORG 100H, то на данные в префиксе программного сегмента будут установлены неправиль ные ссылки с непредсказуемым результатом при выполнении. При выполнении COM-программы под управлением отладчика DEBUG необходимо использовать команду D CS:100 для просмотра данных и команд. Не следует выполнять в отладчике команду RET; предпочтительнее использовать команду Q отладчика. Некоторые программисты используют INT 20H вместо команды RET. Попытка выполнить EXE-модуль программы, написанной для COM-формата, не имеет успеха.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ПАМЯТЬ ------------------------------------------------------------
ъ Объем COM-файла ограничен 64К.
ъ COM-файл меньше, чем соответствующий EXE-файл.
ъ Программа, написанная для выполнения в COM-формате не содержит стека и сегмента данных и не требует инициали зации регистра DS.
ъ Программа, написанная для выполнения в COM-формате использует директиву ORG 100H после директивы SEGMENT для выполнения с адреса после префикса программного сегмента.
ъ Программа EXE2BIN преобразует EXE-файл в COM-файл, обусловленный указанием типа COM во втором операнде.
ъ Операционная система DOS определяет стек для COM-прог раммы или в конце программы, если позволяет размер, или в конце памяти.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ ------------------------------------------------------------
6.1. Каков максимальный размер COM-файла?
6.2. Какие сегменты можно определить в программе, которая будет преобразована в COM-файл?
6.3. Как обходится COM-файл при выполнении с фактом отсут ствия определения стека?
6.4. Программа в результате компановки получала имя SAMPLE.EXE. Напишите команду DOS для преобразования ее в COM-файл.
Ассемблер для IBM PC. Глава 6 127
6.5. Измените программу из вопроса 4.6 для COM-формата, обра ботайте ее и выполните под управлением отладчика DEBUG.
Ассемблер для IBM PC. Глава 7 132

Содержание раздела