MZ 실행 파일

3. 세그먼트 처리

EXE 파일은 일반적으로 코드, 데이터, 스택 등 여러 세그먼트를 가진다. 프로그램 실행은 코드 세그먼트(CS)의 0번지에서 시작하며, 스택 포인터(SP) 레지스터는 헤더에 지정된 값으로 설정된다. 예를 들어, 헤더가 512바이트 스택을 지정하면 스택 포인터는 200h로 설정된다. 필요한 경우 별도의 스택 세그먼트를 사용하지 않고 코드 세그먼트를 스택으로 사용할 수도 있다.

데이터 세그먼트(DS) 레지스터는 보통 CS 레지스터와 같은 값을 가지며, EXE 파일이 초기화될 때 데이터 세그먼트의 실제 세그먼트 주소로 로드되지 않는다. 프로그래머가 직접 다음과 같은 명령을 통해 DS 레지스터를 설정해야 한다.^[1]



MOV AX, @DATA

MOV DS, AX

4. 프로그램 종료

MS-DOS 1.x API에서는 프로그램 종료 시 CS 레지스터가 PSP가 있는 세그먼트를 가리키도록 하고, RETF 명령어를 통해 종료했다.^[1]

```nasm

PUSH DS

XOR AX, AX

PUSH AX

```

REFT 명령어는 스택에서 PSP가 있는 원래 세그먼트 주소를 가져와 주소 0으로 점프했는데, 주소 0에는 INT 20h 명령어가 있었다.^[1]

MS-DOS 2.x API에서는 INT 21h Function 4Ch을 호출하여 프로그램을 종료하는 새로운 기능이 도입되었다.^[1] 이 기능을 사용하면 프로그램 시작 시 PSP 세그먼트 주소를 저장할 필요가 없었으며, 마이크로소프트는 이전의 DOS 1.x 방식의 사용을 권장하지 않았다.^[1]

5. FASM 예제

assembly

format MZ

entry _text:main

stack 80h

segment _text

main:

mov ax,_data

mov ds,ax

mov ah,9

mov dx,hello

int 21h

mov ax,4c00h

int 21h

segment _data

hello db 'Hello world!', 24h

```

FASM을 사용하면 이 프로그램은 77바이트의 아주 작은 MZ 실행 파일이 된다. 이 예제는 "Hello world!"를 출력하는 간단한 프로그램이다.

기본 머리 부분을 읽기 쉽게 바꾸면 다음과 같다.

```c

signature="MZ"

extrabytes=77

pages=1

relocations=1

headersize=2

minmemory=8

maxmemory=65535

initSS=3

initSP=128

checksum=0

initIP=0

initCS=0

reloctable=28

overlay=0

```

• `signature`: "MZ"로 시작한다.
• `pages`, `extrabytes`: 파일이 77바이트이므로 `pages=1`로 페이지는 하나뿐이고, 그 페이지의 사용 바이트는 `extrabytes=77`이다.
• `relocations`, `reloctable`: 재배치 항목은 `relocations=1`개가 있고, 재배치 표는 `reloctable=28`에서 시작한다. 기본 머리의 크기가 28이므로 재배치 표가 머리 다음에 바로 이어지고 있다는 것을 알 수 있다. FASM은 별도의 추가 정보를 덧붙이지 않고 기본 머리만을 만들어내고 있다. 하나 있는 재배치 항목은 0000:0001이다.
• `headersize`: `headersize=2`이므로 실제 코드의 시작은 2 * 16으로 32(0x20)부터다.
• `minmemory`: `minmemory=8`은 `stack 80h` 때문이다. `stack`은 초기화 대상이 아니기 때문에 그냥 메모리만 확보하면 된다. `stack 80h`를 설정해도 파일에 `80h`만큼의 공간이 확보되지는 않지만, `minmemory=8` 설정을 통해 메모리가 추가로 `80h`만큼은 반드시 더 확보되도록 한다.
• `maxmemory`: `maxmemory=65535`는 남은 메모리를 모두 할당하도록 한다.
• `initSS`, `initSP`: 코드 부분인 `_text`의 크기가 0x20, `_data`의 크기는 0x0e이지만 16바이트의 문단 단위로 메모리를 관리하기 때문에 `stack`은 그 이후에 잡힌다. 그래서 SS:IP가 0003:0080으로 된다.
• `initCS`, `initIP`: CS:IP는 0번지에서 바로 시작하므로 0000:0000이다.

6. 호환성

MZ 실행 파일은 DOS와 윈도우 9x 계열의 운영 체제에서 실행된다. 32비트 윈도우 NT 계열에서도 가상 도스 머신을 통해 실행할 수 있지만, 일부 그래픽 모드는 지원되지 않는다. 64비트 윈도우에서는 실행할 수 없으며, DOSBox, DOSEMU, 와인 등의 에뮬레이터를 사용해야 한다.

디지털 마스 Optlink, MS 링커, VALX, 오픈 왓콤의 WLINK, FASM 등의 링커를 사용하여 MZ 실행 파일을 만들 수 있다.

참조

_[1] 웹사이트 Inside Windows: An In-Depth Look into the Win32 Portable Executable File Format - MSDN Magazine, February 2002 https://msdn.microso[...] 2018-07-11
_[2] 웹사이트 Inside Windows: An In-Depth Look into the Win32 Portable Executable File Format - MSDN Magazine, February 2002 https://msdn.microso[...]