Текст лекции. Лекция № 6. Загрузка программ

Ключевые вопросы

Лекция № 6. Загрузка программ. Часть 2

Разделы памяти

Одним из способов обойти невозможность загружать более одной програм­мы при абсолютной загрузке являются разделы памяти.

Идея метода состоит в том, что мы задаем несколько допустимых стартовых адресов для абсолютной загрузки. Каждый такой адрес определяет раздел памяти. Процесс может размещаться в одном разделе, или, если это необходимо — т. е. если образ процесса слишком велик — в нескольких. Это позволяет загружать несколько процессов одновременно, сохраняя при этом преимущества абсолютной загрузки.

Если мы не знаем, в какой из разделов пользователь вынужден будет загру­жать нашу программу, мы должны предоставить по отдельному загрузочному модулю на каждый из допустимых разделов. Понятно, что это не очень практично, поэтому разделы были вытеснены более удобными схемами "управления памятью.

· Основные понятия и определения: операционная система (ОС), программное обеспечение (ПО), системное программное обеспечение.

· Относительная загрузка

· Базовая адресация

· Позиционно-независимый код

· Оверлеи

· Сборка программ

14.2.1 Относительная загрузка —

Относительный способ загрузки состоит в том, что мы загружаем программу каждый раз с нового адреса. При этом мы должны настроить ее на новые адреса, а для этого нам надо вспомнить материал предыдущей главы и по­нять, что же именно в программе привязано к адресу загрузки.

При использовании в коде программы абсолютной адресации мы должны найти адресные поля всех команд, использующих такую адресацию, и пере­считать эти адресные поля с учетом реального адреса загрузки. Если в коде программы применялись косвенно-регистровый, базовый и базово-индексный режимы адресации, следует найти те места, где в регистр загружается значение адреса.

Сложность здесь в том, что если абсолютные адресные поля можно най­ти анализом кодов команд (деассемблированием), то значение в адрес­ный регистр может загружаться задолго до собственно адресации, при­чем, как мы видели в примерах кода для процессора SPARC, формирование значения регистра может происходить и по частям. Без помощи программиста или компилятора (в этой главе мы не будем различать написанный на ассемблере или компилированный код, а того, кто генерировал код, будем называть программистом) решить вопрос о том, какая из команд загружает в регистр скалярное значение, а какая — будущий адрес или часть адреса, невозможно. Та же проблема возникает в случае, если мы используем в качестве указателя ячейку статически инициализованных данных (пример 14.1).

Пример 14.1. Примеры статически инициализованных указателей в С

int buf[20], *bufptr=buf;

char * message="No message defined yet\n";

void do_nothing hook(int);

void (*hook)(int)=do_nothing_hook;

Довольно легко построить и пример кода, в котором адресация происходит вообще без явного использования каких-либо регистров, во всяком случае, без загрузки в них значений (пример 14.2).

Пример 14.2. Реализация косвенного перехода по адресу dst_seg:dst_offs

push dst_seg; Это и будет ссылкой на абсолютный адрес

push dst offs

retf

На практике содействие программиста загрузчику состоит в том, что про­граммист старается без необходимости не использовать в адресных полях и в качестве значений адресных регистров произвольные значения (необходи­мость в этом может возникать при адресации системных структур данных или внешних устройств, расположенных по фиксированным адресам). Вме­сто этого, программист применяет ассемблерные символы, соответствующие адресам.

Ассемблер при каждой ссылке на такой символ генерирует не только "заготовку" адреса в коде, но и запись в таблице перемещений (relocation table). Эта запись хранит место ссылки на такой символ в коде или данных. Если в ссылке используется только часть адреса, как в командах sethi НО, Ihi(addr) процессора SPARC, или move ax, segment addr процессора 8086, мы запоминаем и этот факт.

В качестве "заготовки" адреса обычно используется смешение адресуемого объекта от начала программы. При настройке программы на реальный адрес загрузки нам, таким образом, необходимо пройти по всем объектам, пере­численным в таблице перемещений, и переместить каждую из ссылок — сформировать из заготовки адрес.

Файл, содержащий таблицу перемещений, гораздо сложнее абсолютного загружаемого модуля и носит название относительного или перемешаемого загрузочного модуля. Именно такой формат имеют ехе-файлы в системе MS DOS (пример 14.2).Пример 14.2. Заголовок ЕХЕ-файла MS DOS. Цитируется по WINT.H из поставки

Дата добавления: 2014-11-25