操作系统原理学习笔记（十九）-程序的装入和链接

操作系统原理学习笔记目录

程序运行前的步骤

1. 编译
   • 由编译程序(Compiler)对源程序编译，形成若干目标模块(Object Module)
2. 链接
   • 由链接程序(Linker)将一组目标模块及相关库链接，形成完整的装入模块(Load Module)。
3. 装入
   • 由装入程序(Loader)将装入模块装入内存。

程序的装入

• 绝对装入方式(Absolute Loading Mode)
  • 已知用户进程驻留地址R，目标模块从R上向上扩展。
  • 相对地址（逻辑地址）与实际内存地址相同。
  • 一般在OS小，仅能运行单道程序时使用。
• 可重定位装入方式(Relocation Loading Mode)
  • 起始地址通常由0开始，根据内存具体情况将装入模块装入内存适当位置。
  • 装入时对目标程序中指令和数据地址的修改过程称为重定向。
    • 地址变换通常在进程装入时一次完成，因此称为静态重定位。
  • 可用于多道程序环境。
• 动态运行时的装入方式(Dynamic Run-time Loading)
  • 允许程序运行时在内存中改变位置。
  • 装入程序将地址转换推迟到程序执行时才运行。
  • 为了地址转换不影响指令执行速度，需要重定位寄存器的支持。

程序的链接

• 静态链接方式(Static Linking)
  • 将目标模块及库函数链接成完整的装配模块，不再拆开。
  • 包括两个过程：
    • 对相对地址修改。
    • 变换外部调用符号。
  • 例如，三个模块ABC按顺序链接，长度为L，M，N：
    • A相对地址为0，B为L，C为L+M。
    • 将外部调用符号变换成上述的相对地址。
• 装入时动态链接(Load-time Dynamic Linking)
  • 目标模块边装入内存，边进行链接。
    • 即，发生一个外部模块调用事件，装入程序去找到相应外部目标模块，装入内存，再修改相对地址。
  • 优点：
    • 便于修改与更新。
      • 各目标模块分开存放，不需要拆开。
    • 便于实现对目标模块的共享。
      • 静态链接中，每个应用模块都需要有目标模块备份，而该链接方式可将一个目标模块链接多个应用模块
• 运行时动态链接(Run-time Dynamic Linking)
  • 模块的链接推迟到程序执行时运行。
  • 未用到的模块不会被调用，节省空间。