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编译链接装入物理地址

发布时间:2022-12-21 08:07:20

Ⅰ c语言,或者是masm等,怎样给程序编译成绝对地址

可执行程序要靠操作系统装入才能运行,装入时,必定会给一个偏移量,所以编译器产生的程序不可能是绝对地址。

除非你回到原始的计算机,只有硬件,没有软件,从拨开关,加电开始,给机器码指令,一条条,一拍拍地做。

Ⅱ 在编译时为内存分配了逻辑地址,之后连接生成了可执行文件,逻辑地址在运行时会发生变化吗

应该不会冲突,每个程序在内存中占用的空间都是独立的,逻辑地址只是在它自己的空间里的相对地址,正常情况下不会有交集。

Ⅲ 源程序中的寄存器变量如何定位到实际的物理地址

将寄存器变量定位到存储器物理地址方法如下
unsigned char temp_A@0x00; //定义无符号变量temp_A,强制其地址为0x00
unsigned char temp_B@0x100; //定义无符号变量temp_B,强制其地址为0x100
@tiny unsigned char temp_C; //定义无符号变量temp_C,由编译器自动在地址小于0x100的RAM中为其分配一个地址
@near unsigned char temp_D; //定义无符号变量temp_D,由编译器自动在地址大于0xFF的RAM中为其分配一个地址
另外也可以采用伪指令"pragma"将函数或者变量定义到指定的section中,例如:
#pragma section [name] // 将下面定义的未初始化变量定义到.name section中
Unsigned char data1;
Unsigned int data2;

Ⅳ 高级语言源程序编译后产生的地址是逻辑地址还是物理地址

由于操作系统技术的发展,可重用二进制程序技术使用了内存重定位技术,所以从汇编的角度来看即不是逻辑地址也不是物理地址。而且这个概念有些不同,编译后产生的地址是相对地址,是相对于可执行头部位置的地址。而逻辑地址是指在指令系统内部使用的用来访问内存的一个逻辑表示,通常表现为相对于某个段基地址的偏移量。
当可执行程序被载入内存之后,才会有逻辑地址存在,此时可执行程序被如何加载于何处,地址为多少,由操作系统决定,此时cpu访问程序用的是逻辑地址。一个程序一旦被编译确定之后基本上变量初始化的顺序固定,资源分配位置也固定,设置有编译器使用预分配机制,然后采用相对地址引用。
注意:某些工具书也称二进制可执行文件内所有的相对地址范围是逻辑地址空间,相对地址就是逻辑地址。因为两者的访问方式相似,逻辑地址变换依赖cpu或者附加变换机构(硬件),而二进制程序地址空间变换需要操作系统插手管理。
反汇编分析中常常将二进制内部地址称为逻辑地址,因为反汇编器不能还原原来汇编代码的地址跳转空间特性,因此得到一个相对于二进制数据起点位置的相对地址,而和内存和物理存储都没有关系。

Ⅳ 请问下虚拟地址的问题

那个账号提交有问题,换个账号回答你。

首先,虚拟地址和逻辑地址是一样的概念。

linux分段的时候把不同进程映射到不同的线性地址,是在linux 0.11内核代码中出现的。之所以这样是因为,0.11版本虽然开启了分页机制,但是所有进程共享了同一个页目录,所以进程们只能分配其中一段使用。这时候每个进程的线性地址空间没有那么大(没有4GB)。

后来linux内核为了增大单个进程的线性地址空间,就不再共享页目录,也就是每个进程有独立的页目录,此时进程的段地址基址就可以设置为0,而不会再相互干涉。

每个进程基址都从0开始,并且都拥有4GB的线性地址空间,这就相当于没有使用分段机制,实际上分段和分页都采用了。

Ⅵ 在存储管理中,地址重i定位的目的是什么

源程序时,由于程序没有装入内存,没有地址,因此使用变量名替代地址。如上图所示,load a data1指令是将data1中的3456送寄存器a。

当编译链接后生产目标代码,此时,程序仍然没有装入内存,没有地址。而目标代码中无法再使用变量。编译器生成逻辑地址,以程序头为0地址进行编址。

在程序运行时,程序装入内存,但由于地址为0的地方被操作系统使用。程序中的逻辑地址与实际的物理地址不一致。而地址重定位就是将程序中的逻辑地址调整为物理地址。

Ⅶ 关于C语言中内存物理地址的含义,有谁能通俗说一下物理地址这个概念的含义,本人在此感激不尽。

在C语言中,对变量的使用实质上是对计算机内存中存储内容的访问,通过对内存空间的引用来实现写入和读取。(注:C中有一个特殊的关键字register,

用来声明非存储在内存当中的变量,register用来要求将变量存储在计算机的寄存器当中,这样的变量主要的目的是加快CPU访问的速率)REGISTER关键字是

特定时期的产物,在内存访问速度很慢的时代用register定义的变量,确实存储在计算机CPU的寄存器当中,现在来说由于内存的访问速率也很快,很多编译器在

编译的时候,会将register变量也存储在内存当中。这里主要讨论简介引用和解析引用,因此对register就不再讨论。

间接引用是指在汇编语言指令中不直接指出内存的地址,而是通过一个寄存器或者一个内存空间来访问另外一个内存空间。

简单的打个比喻。你在网上卖东西。你的商品在你的家中。如果是同城的人家直接到你家来买。这就像访问物理地址。直接到目标精准有效率。
如果使用变量,就像你要把商品由快递送到买家手里,这个过程是有中间环节的“快递”所以效率可能不够高(就同城而言)非同城当然是快递比较好。

Ⅷ 内存管理的基本问题

内存管理
操作系统对内存的划分和动态分配,就是内存管理的概念。有效的内存管理在多道程序设计中非常重要,不仅方便用户使用存储器、提高内存利用率,还可以通过虚拟技术从逻辑上扩充存储器。内存管理的功能有:

内存空间的分配与回收
地址转换:在多道程序环境下,程序中的逻辑地址与内存中的物理地址不可能一致,因此存储管理必须提供地址变换功能,把逻辑地址转换成相应的物理地址。
内存空间的扩充:利用虚拟存储技术或自动覆盖技术,从逻辑上扩充内存。
存储保护:保证各道作业在各自的存储空间内运行,互不干扰。
程序装入和链接
创建进程首先要将程序和数据装入内存。将用户源程序变为可在内存中执行的程序,通常需要以下几个步骤:

编译:由编译程序将用户源代码编译成若干个目标模块。
链接:由链接程序将编译后形成的一组目标模块,以及所需库函数链接在一起,形成一个完整的装入模块。
装入:由装入程序将装入模块装入内存运行。

程序的链接有以下三种方式:

静态链接:在程序运行之前,先将各目标模块及它们所需的库函数链接成一个完整的可执行程序,以后不再拆开。
装入时动态链接:将用户源程序编译后所得到的一组目标模块,在装入内存时,釆用边装入边链接的链接方式。
运行时动态链接:对某些目标模块的链接,是在程序执行中需要该目标模块时,才对它进行的链接。其优点是便于修改和更新,便于实现对目标模块的共享。
模块在装入内存时,同样有以下三种方式:

绝对装入。在编译时,如果知道程序将驻留在内存的某个位置,编译程序将产生绝对地址的目标代码。绝对装入程序按照装入模块中的地址,将程序和数据装入内存。由于程序中的逻辑地址与实际内存地址完全相同,故不需对程序和数据的地址进行修改。
可重定位装入。在多道程序环境下,多个目标模块的起始地址通常都是从0开始,程序中的其他地址都是相对于起始地址的,此时应釆用可重定位装入方式。根据内存的当前情况,将装入模块装入到内存的适当位置。装入时对目标程序中指令和数据的修改过程称为重定位,地址变换通常是在装入时一次完成的,所以又称为静态重定位。静态重定位的特点是在一个作业装入内存时,必须分配其要求的全部内存空间,如果没有足够的内存,就不能装入该作业。此外,作业一旦进入内存后,在整个运行期间不能在内存中移动,也不能再申请内存空间。
动态运行时装入,也称为动态重定位,程序在内存中如果发生移动,就需要釆用动态的装入方式。装入程序在把装入模块装入内存后,并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址,而是把这种地址转换推迟到程序真正要执行时才进行。因此,装入内存后的所有地址均为相对地址,这种方式需要一个重定位寄存器的支持。动态重定位的特点是可以将程序分配到不连续的存储区中;在程序运行之前可以只装入它的部分代码即可投入运行,然后在程序运行期间,根据需要动态申请分配内存;便于程序段的共享,可以向用户提供一个比存储空间大得多的地址空间。

Ⅸ 操作系统中 区分编译后的形成逻辑地址和链接后的形成的最终逻辑地址 什么意思啊

编译后产生若干个目标模块,编译后的逻辑地址指的是每个模块都从0号单元开始编址,而链接将这些模块链接在一起,形成一个完整的装入模块,此时的逻辑地址会重新编址,也就是说链接后的逻辑地址是将整个模块从0号单元开始编址。

Ⅹ 程序装载进入内存

上一讲,我们看到了如何通过链接器,把多个文件合并成一个最终可执行文件。在运行这些可执行文件的时候,我们其实是通过一个装载器,解析 ELF 或者 PE 格式的可执行文件。装载器会把对应的指令和数据加载到内存里面来,让 CPU 去执行。

说起来只是装载到内存里面这一句话的事儿,实际上装载器需要满足两个要求。

第一,可执行程序加载后占用的内存空间应该是连续的 ,执行指令的时候,程序计数器是顺序地一条一条指令执行下去。这也就意味着,这一条条指令需要连续地存储在一起。

第二,我们需要同时加载很多个程序,并且不能让程序自己规定在内存中加载的位置。 虽然编译出来的指令里已经有了对应的各种各样的内存地址,但是实际加载的时候,我们其实没有办法确保,这个程序一定加载在哪一段内存地址上。因为我们现在的计算机通常会同时运行很多个程序,可能你想要的内存地址已经被其他加载了的程序占用了。

要满足这两个基本的要求,我们很容易想到一个办法。那就是我们可以在内存里面,找到一段连续的内存空间,然后分配给装载的程序,然后把这段连续的内存空间地址,和整个程序指令里指定的内存地址做一个映射。

我们把指令里用到的内存地址叫作 虚拟内存地址 (Virtual Memory Address),实际在内存硬件里面的空间地址,我们叫 物理内存地址 (Physical Memory Address)。

程序里有指令和各种内存地址,我们只需要关心虚拟内存地址就行了。对于任何一个程序来说,它看到的都是同样的内存地址。我们维护一个虚拟内存到物理内存的映射表,这样实际程序指令执行的时候,会通过虚拟内存地址,找到对应的物理内存地址,然后执行。因为是连续的内存地址空间,所以我们只需要维护映射关系的起始地址和对应的空间大小就可以了。

内存分段

这种找出一段连续的物理内存和虚拟内存地址进行映射的方法,我们叫分段(Segmentation)。这里的段,就是指系统分配出来的那个连续的内存空间。

分段的办法很好,解决了程序本身不需要关心具体的物理内存地址的问题,但它也有一些不足之处,第一个就是内存碎片(Memory Fragmentation)的问题。

我们来看这样一个例子。我现在手头的这台电脑,有 1GB 的内存。我们先启动一个图形渲染程序,占用了 512MB 的内存,接着启动一个 Chrome 浏览器,占用了 128MB 内存,再启动一个 Python 程序,占用了 256MB 内存。这个时候,我们关掉 Chrome,于是空闲内存还有 1024 - 512 - 256 = 256MB。按理来说,我们有足够的空间再去装载一个200MB 的程序。但是,这 256MB 的内存空间不是连续的,而是被分成了两段 128MB 的内存。因此,实际情况是,我们的程序没办法加载进来。

当然,这个我们也有办法解决。解决的办法叫 内存交换 (Memory Swapping)。

我们可以把 Python 程序占用的那 256MB 内存写到硬盘上,然后再从硬盘上读回来到内存里面。不过读回来的时候,我们不再把它加载到原来的位置,而是紧紧跟在那已经被占用了的 512MB 内存后面。这样,我们就有了连续的 256MB 内存空间,就可以去加载一个新的200MB 的程序。如果你自己安装过 Linux 操作系统,你应该遇到过分配一个 swap 硬盘分区的问题。这块分出来的磁盘空间,其实就是专门给 Linux 操作系统进行内存交换用的。

虚拟内存、分段,再加上内存交换,看起来似乎已经解决了计算机同时装载运行很多个程序的问题。不过,你千万不要大意,这三者的组合仍然会遇到一个性能瓶颈。硬盘的访问速度要比内存慢很多,而每一次内存交换,我们都需要把一大段连续的内存数据写到硬盘上。所以,如果内存交换的时候,交换的是一个很占内存空间的程序,这样整个机器都会显得卡顿。

内存分页

既然问题出在内存碎片和内存交换的空间太大上,那么解决问题的办法就是,少出现一些内存碎片。另外,当需要进行内存交换的时候,让需要交换写入或者从磁盘装载的数据更少一点,这样就可以解决这个问题。这个办法,在现在计算机的内存管理里面,就叫作 内存分页 (Paging)。

和分段这样分配一整段连续的空间给到程序相比,分页是把整个物理内存空间切成一段段固定尺寸的大小 。而对应的程序所需要占用的虚拟内存空间,也会同样切成一段段固定尺寸的大小。这样一个连续并且尺寸固定的内存空间,我们叫页(Page)。从虚拟内存到物理内存的映射,不再是拿整段连续的内存的物理地址,而是按照一个一个页来的。页的尺寸一般远远小于整个程序的大小。在 Linux 下,我们通常只设置成 4KB。你可以通过命令看看你手头的 Linux 系统设置的页的大小。

getconf PAGE_SIZE

由于内存空间都是预先划分好的,也就没有了不能使用的碎片,而只有被释放出来的很多4KB 的页。即使内存空间不够,需要让现有的、正在运行的其他程序,通过内存交换释放出一些内存的页出来,一次性写入磁盘的也只有少数的一个页或者几个页,不会花太多时间,让整个机器被内存交换的过程给卡住。

更进一步地,分页的方式使得我们在加载程序的时候,不再需要一次性都把程序加载到物理内存中。我们完全可以在进行虚拟内存和物理内存的页之间的映射之后,并不真的把页加载到物理内存里,而是只在程序运行中,需要用到对应虚拟内存页里面的指令和数据时,再加载到物理内存里面去。

实际上,我们的操作系统,的确是这么做的。当要读取特定的页,却发现数据并没有加载到物理内存里的时候,就会触发一个来自于 CPU 的 缺页错误 (Page Fault)。我们的操作系统会捕捉到这个错误,然后将对应的页,从存放在硬盘上的虚拟内存里读取出来,加载到物理内存里。这种方式,使得我们可以运行那些远大于我们实际物理内存的程序。同时,这样一来,任何程序都不需要一次性加载完所有指令和数据,只需要加载当前需要用到就行了。

通过虚拟内存、内存交换和内存分页这三个技术的组合,我们最终得到了一个让程序不需要考虑实际的物理内存地址、大小和当前分配空间的解决方案。这些技术和方法,对于我们程序的编写、编译和链接过程都是透明的。这也是我们在计算机的软硬件开发中常用的一种方法,就是 加入一个间接层 。

通过引入虚拟内存、页映射和内存交换,我们的程序本身,就不再需要考虑对应的真实的内存地址、程序加载、内存管理等问题了。任何一个程序,都只需要把内存当成是一块完整而连续的空间来直接使用。

总结延伸

现在回到开头我问你的问题,我们的电脑只要 640K 内存就够了吗?很显然,现在来看,比尔·盖茨的这个判断是不合理的,那为什么他会这么认为呢?因为他也是一个很优秀的程序员啊!

在虚拟内存、内存交换和内存分页这三者结合之下,你会发现,其实要运行一个程序,“必需”的内存是很少的。CPU 只需要执行当前的指令,极限情况下,内存也只需要加载一页就好了。再大的程序,也可以分成一页。每次,只在需要用到对应的数据和指令的时候,从硬盘上交换到内存里面来就好了。以我们现在 4K 内存一页的大小,640K 内存也能放下足足 160 页呢,也无怪乎在比尔·盖茨会说出“640K ought to be enough for anyone”这样的话。

不过呢,硬盘的访问速度比内存慢很多,所以我们现在的计算机,没有个几 G 的内存都不好意思和人打招呼。

那么,除了程序分页装载这种方式之外,我们还有其他优化内存使用的方式么?下一讲,我们就一起来看看“动态装载”,学习一下让两个不同的应用程序,共用一个共享程序库的办法。

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