Связывание в Настраивающем Загрузчике

Проблема связывания в Настраивающем Загрузчике решается при помощи Вектора Переходов. Вектор Переходов включается в состав объектного модуля и содержит список всех внешних имен, к которым есть обращение в модуле с полем адреса для каждого имени. Вектор Переходов заполняется при обработке директив типа EXT (перечисления внешних имен).

В команды программы, обращающиеся к внешним именам вставляется обращение к адресному полю соответствующего элемента Вектора Переходов с признаком косвенного обращение. (Косвенное обращение означает, что обращение идет не по адресу, который задан в команде, а по адресу, который записан в ячейке, адрес которой задан в команде.)

При загрузке в оперативную память Вектор Переходов загружается вместе с кодами программы и остается в памяти все время выполнения программы.

Когда Загрузчик компонует программу из нескольких объектных модулей, он «узнает» все фактические адреса входных точек и в Вектора Переходов тех модулей, которые обращаются к данной входной точке вставляет эти адреса. Обращение к внешней точке, таким образом, производится косвенное через Вектор Переходов.

 

Перемещение в Настраивающем Загрузчике

Принятые в Настраивающих Загрузчиках методы позволяют легко реализовать настройку реальных адресов, заданных относительно начала программы. Сущность метода перемещения состоит в том, что с каждым словом кода программы (размер слова обычно равен размеру реального адреса) связывается «бит перемещения». Значение этого бита 0/1 является признаком неперемещаемого/перемещаемого слова. Если слово является неперемещаемым, оно оставляется Загрузчиком без изменений. Если слово является перемещаемым, то к значению в слове прибавляется стартовый адрес модуля в оперативной памяти. Биты перемещения могут упаковываться — например, описание 8 слов в одном байте.

Непосредственно Связывающие Загрузчики

Эти Загрузчики называются непосредственно связывающими потому, что они обеспечивают обращение к внешней точке непосредственно, а не через косвенную адресацию. Эти Загрузчики обеспечивают более высокую эффективность кода и более гибкие возможности связывания. Такие возможности достигаются за счет того, что в объектном модуле содержится вся необходимая для Загрузчика информация.

Формат объектного модуля

Объектный модуль, поступающий на вход Загрузчика должен в той или иной форме содержать:

u размер модуля;

u машинные коды;

u входные точки (те адреса в модуле, к которым возможны обращения извне);

u внешние точки (те имена во внешних модулях, к которым есть обращения в данном модуле);

u информация о размещении в модуле перемещаемых данных.

Объектный модуль состоит из записей четырех типов. В каждой записи первый байт содержит идентификатор типа записи, следующие 2 байта — размер записи. Количество и формат следующих байтов записи определяется ее типом.

Кодовая запись содержит адрес относительно начала модулей и коды программы. Кодовые записи строятся Ассемблером при генерации объектного кода — кодов команд и директив типа DC. Каждая кодовая запись начинается с адреса (относительно начала модуля), с которого начинается размещение ее содержимого. Разрывы в линейном пространстве адресов могут быть обусловлены директивами выделения памяти без записи в нее значений (директивы типа BSS) или разрывами, управляемыми программистом (директивы типа ORG).

Запись связываний содержит один или несколько элементов Таблицы внешних символов. Элемент Таблицы внешних символов имеет следующий формат:

 

Ассемблер формирует новые элементы Таблицы перемещений при обработке директив типа SEGMENT, ENT, EXT.

Запись перемещений содержит один или несколько элементов Таблицы перемещений. Каждый элемент этой таблицы описывает один элемент кода программы, требующий настройки, зависящей от адреса загрузки программы в память и имеет следующий формат:

 

Относительный адрес и длина — адрес и длина того кода, который должен быть модифицирован. Имя символа — имя из Таблицы внешних символов, которое прибавляется к значению кода или вычитается из него. Бит операции — признак операции сложения или вычитания. Ассемблер генерирует элемент Таблицы перемещений, когда обрабатывает адресные выражения. Адресное выражение может быть абсолютным (независящими от адреса загрузки) или перемещаемым (зависящими от адреса загрузки). Элементы Таблицы перемещений генерируются только для перемещаемых выражений. Рассмотрим адресное выражение:

ADDR1 — ADDR2

Если ADDR1 и ADDR2 являются именами, перемещаемыми внутри одного и того же сегмента SEGM (их адресные значения определяются относительно начала сегмента), то адресное выражение является абсолютным, так как его значение: SEGM+ADDR1 — (SEGM+ ADDR2) не зависит от адреса сегмента. Для такого выражения элемент Таблицы перемещений не строится.

Если ADDR1 является именем, перемещаемым внутри сегмента SEGM, а ADDR2 — абсолютный адрес, то выражение является простым перемещаемым. В кодовое представление этого выражения записывается разность между относительным адресом в сегменте ADDR1 и абсолютным значением ADDR2. Для такого выражения строится элемент Таблицы перемещений:

адрес SEGN + длина

Загрузчик прибавит к содержимому кода адрес сегмента SEGM.

 

Если ADDR1 является внешним именем, а ADDR2 — абсолютный адрес, то выражение также является простым перемещаемым. В кодовое представление этого выражения абсолютное значение ADDR2. Элемент Таблицы перемещений для такого выражения содержит:

адрес ADDR1 + длина

Если ADDR1 и ADDR2 являются внешним именем, то выражение является сложным перемещаемым. В кодовое представление этого выражения записывается 0. Для такого выражения строятся два элемента Таблицы перемещений:

адрес ADDR1 + длина

адрес ADDR2 — длина

При загрузке к нулевому значению записанному по адресу адрес будет прибавлен адрес внешней точки ADDR1, а затем вычтен адрес внешней точки ADDR2.

Запись окончания формируется Ассемблером при обработке директивы END, она содержит стартовый адрес программы. Естественно, эта запись должна быть заполнена только в одном из объектных модулей, составляющих программу.