Сборка программ

В предыдущем разделе шла речь о типах исполняемых модулей,

но не гово­рилось ни слова о том, каким образом эти модули получаются. Вообще го­воря, способ создания загружаемого модуля различен в различных ОС, но в настоящее время во всех широко распространенных системах этот процесс выглядит примерно одинаково. Это связано, прежде всего, с тем, что эти системы используют одни и те же языки программирования и правила меж­модульного взаимодействия, в которых явно или неявно определяют логику раздельной компиляции и сборки.В большинстве современных языков программирования программа состоит из отдельных слабо связанных модулей. Как правило, каждому такому моду­лю соответствует отдельный файл исходного текста. Эти файлы независимо обрабатываются языковым процессором (компилятором), и для каждого из них генерируется отдельный файл, называемый объектным модулем. Затем запускается программа, называемая редактором связей, компоновщиком или линкером (linker ~ тот, кто связывает), которая формирует из заданных объ­ектных модулей цельную программу.

Объектный модуль отчасти похож по структуре на перемещаемый загрузоч­ный модуль. Дело в том, что сборку программы из нескольких модулей можно уподобить загрузке в память нескольких программ. При этом возни­кает та же задача перенастройки адресных ссылок, что и при загрузке отно­сительного загрузочного файла. Поэтому объектный модуль дол­жен в той или иной форме содержать таблицу перемещений. Можно, конечно, потребовать, чтобы весь модуль был позиционно-независимым, но это, как говорилось выше, накладывает очень жесткие ограничения на стиль программирования, а на многих процессорах (например Intel 8085) просто невозможно,

Кроме ссылок на собственные метки, объектный модуль имеет право ссы­латься на символы, определенные в других модулях. Типичный пример та­кой ссылки — обращение к функции, которая определена в другом файле исходного текста.

Для разрешения внешних ссылок мы должны создать две таблицы: в одной перечислены внешние объекты, па которые ссылается модуль, в другой — объекты, определенные внутри модуля, на которые можно ссылаться извне. Обычно с каждым таким объектом ассоциировано имя, называемое глобаль­ным символом. Как правило, это имя совпадает с именем соответствующей функции или переменной в исходном языке.

Для каждой ссылки на внешний символ мы должны уметь определить, яв­ляется эта ссылка абсолютной или относительной, либо это вообще должна быть разность или сумма двух или даже более адресов, и т. д. Для определе­ния объекта, с другой стороны, мы должны уметь указать, что это абсолютный [ияи перемешаемый символ, либо что он равен другому символу плюс за­данное смещение, и т. д.

Кроме того, в объектных файлах может содержаться отладочная информа­ция, формат которой может быть очень сложным. Следовательно, объект­ный файл представляет собой довольно сложную и рыхлую структуру. Раз­мер собранной программы может оказаться в два или три раза меньше суммы длин объектных модулей.

Типичный объектный модуль содержит следующие структуры данных: таблицу перемещений, т. е. таблицу ссылок на перемещаемые объекты внутри модуля; таблицу ссылок на внешние объекты. Иногда это называется таблицей или списком импорта.

Таблицу объектов, определенных в этом модуле, на которые можно ссылаться из других модулей. В некоторых случаях ее называют списком экс­
порта. Иногда таблицы экспорта и импорта объединяют и называют все
это таблицей глобальных символов. В этом случае для каждого символа
приходится указывать, определен он в данном модуле или нет, а если он­
определен, то как. Различную служебную информацию, такую, как имя модуля, программу, которая его создала (например, строка "gcc compiled").

Как правило, код и данные разбиты на именованные секции. В masm/iasm (MASM — Microsoft Assembler, Tasm — Turbo Assembler) такие секции назы­ваются сегментами, в DEC'obckhx и UNIX'oBbix ассемблерах — программны­ми секциями {psect). В готовой программе весь код или данные, описанный в разных модулях, но принадлежащий к одной секции, собирается вместе. Например, о системах семейства Unix программы, написанные на языке С, состоят из минимум трех программных секций:

.text — исполняемый код (современные компиляторы иногда помещают в эту секцию и данные, описанные как const);

.data — статически инициализированные данные;

.bss — неинициализированные данные.

Дата добавления: 2014-11-25