Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.413

Если каждая процедура транслируется отдельно, как показано на рис. 7.2, то транслировать заново придется только одну измененную процедуру, хотя понадобится заново скомпоновать все объектные модули. Однако компоновка происходит гораздо быстрее, чем трансляция, поэтому при доработке программы оба шага (трансляция и компоновка) выполняются быстро. Это особенно важно для программ, содержащих сотни или тысячи модулей.

Задачи компоновщика

В начале первого прохода ассемблирования счетчик адресов команд устанавливается на 0. Этот шаг эквивалентен предположению, что объектный модуль во время выполнения будет находиться в ячейке с адресом 0. На рис. 7.3 показаны 4 объектных модуля, подготовленных для типичной машины. В этом примере каждый модуль начинается с команды перехода BRANCH к команде MOVE в том же модуле.

Рис. 7.3. Каждый модуль имеет собственное адресное пространство, начинающееся с нулевого адреса

Чтобы можно было запускать программу, компоновщик помещает объектные модули в основную память, формируя образ исполняемого двоичного кода (рис. 7.4, а). Цель — создать точный образ виртуального адресного пространства

исполняемой программы внутри компоновщика и разместить все объектные модули по соответствующим адресам. Если физической или виртуальной памяти для формирования образа недостаточно, можно использовать дисковый файл. Обычно небольшой раздел памяти, начинающийся с нулевого адреса, используется для векторов прерываний, взаимодействия с операционной системой, обнаружения неинициализированных указателей и других целей, поэтому, как правило, программы начинаются не с нулевого адреса, а выше. В нашем примере программы начинаются с адреса 100.

Посмотрите на рис. 7.4, а. Хотя программа уже загружена в образ исполняемого двоичного файла, она еще не готова для выполнения. Посмотрим, что произойдет, если выполнение программы начнется с команды в начале модуля А. Программа не совершит перехода к команде MOVE, поскольку эта команда находится в ячейке с адресом 300. Фактически все команды обращения к памяти по той же причине выполнены не будут.

Здесь возникает проблема перераспределения памяти, поскольку каждый объектный модуль на рис. 7.3 занимает собственное адресное пространство. В машине с сегментированным адресным пространством (например, в Pentium 4) каждый объектный модуль теоретически может иметь собственное адресное пространство, если его поместить в отдельный сегмент. Однако для Pentium 4 только система OS/2 поддерживает такую структуру1.

Все версии Windows и UNIX поддерживают одно линейное адресное пространство, поэтому все объектные модули должны быть объединены в одном адресном пространстве.

Более того, команды вызова процедур на рис. 7.4, а вообще не будут работать. В ячейке с адресом 400 программист намеревается вызвать объектный модуль В, но поскольку каждая процедура транслируется отдельно, ассемблер не может определить, какой адрес вставлять в команду CALL В, поскольку адрес объектного модуля В до компоновки неизвестен. Эта проблема называется проблемой внешней ссылки. Обе проблемы решаются с помощью компоновщика.