Позиционно-независимый код

Базовая адресация —

Впрочем, если уж мы полагаемся на содействие программиста, можно пойти в этом направлении дальше: мы объявляем один или несколько регистров про­цессора базовыми (несколько регистров могут использоваться для адресации различных сегментов программы, например, один — для кода, другой — для статических данных, третий — для стека) и договариваемся, что значения этих регистров программист принимает как данность и никогда сам не мо-1ифицирует, зато все адреса в программе он вычисляет на основе значений гих регистров.

В этом случае для перемещения программы нам нужно только изменить значения базовых регистров, и программа даже не узнает, что загружена с другого адреса. Статически инициализованными указателями в этом слу­чае пользоваться либо невозможно, либо необходимо всегда прибавлять к ним значения базовых регистров.

Именно так происходит загрузка corn-файлов в системе MS DOS. Система выделяет свободную память, настраивает для программы базовые регистры DS и CS, которые почему-то называются сегментными, и передает управле­ние на стартовый адрес. Ничего больше делать не надо.

За всеми этими разговорами мы чуть было не забыли о третьем способе формирования адреса в программе. Это относительная адресация, когда ад­рес получается сложением адресного поян команды и адреса самой этой ко­манды — значения счетчика команд. Код, в котором используется только такая адресация, можно загружать с любого адреса без всякой перенастрой­ки. Такой код называется позиционно-независимый {position-independent).

Позиционно-независимые программы очень удобны для загрузки, но, к со­жалению, при их написании следует соблюдать довольно жесткие ограниче­ния, накладываемые на используемые в программе методы адресации. На­пример, нельзя пользоваться статически и ни и и ал изо ванны ми переменными указательного типа, нельзя делать на ассемблере фокусы и т. д. Возникают сложности при сборке программы из нескольких модулей.

К тому же, на многих процессорах, например, на Intel 80S0/8085 или многих современных RISC-процессорах, описанная выше реализация позиционно-независимого кода вообще невозможна, так как эти процессоры не поддер­живают соответствующий режим адресации для данных. На процессорах гарвардской архитектуры адресовать данные относительно счетчика команд вообще невозможно — команды находятся в другом адресном пространстве.

Поэтому такой стиль программирования используют только в особых случа­ях. Например, многие вирусы для MS DOS и драйверы для RT-11 написаны именно таким образом.

Компиляторы современных систем семейства UNIX — GNU С или стандартный С-компилятор UNIX SVR4 имеют ключ -f PIC (Position-Independent Code}. Впрочем, код, порождаемый при использовании этого ключа, не является позиционно-независимым в указанном выше смысле: этот код все-таки содержит перемещаемые адресные ссылки. Задача состоит не в том, чтобы избавиться от таких ссылок полностью, а лишь в том, чтобы собрать все эти ссылки в од­ном месте и разместить их, по возможности, отдельно от кода. Какая от этого польза, мы поймем несколько позже, а сейчас обсудим технические приемы, используемые для решения этой задачи.

Дата добавления: 2014-11-25