
【計】 relocatable program loader
在計算機科學領域,"浮動程式的裝入程式"(英文:Relocatable Program Loader)指負責将可重定位目标程式加載到内存任意位置并完成地址綁定的系統程式。其核心功能與工作原理如下:
浮動程式(Relocatable Program)
指編譯後未綁定絕對内存地址的機器代碼,其指令中的地址為相對地址(如相對基址的偏移量)。這種設計允許程式靈活加載到内存不同位置運行。
裝入程式(Loader)
操作系統組件,負責将目标程式從外存複制到内存,并完成運行前的準備工作。區别于"絕對裝入程式",浮動程式的裝入程式需額外處理地址重定位。
地址重定位(Relocation)
根據程式加載的實際内存基址,動态修改指令中的相對地址。例如:
若基址寄存器值為 $B$
,指令中的偏移量為 $D$
,則實際訪問地址計算為:
$$
text{物理地址} = B + D
$$
鍊接與裝載(Linking-Loading)
合并多個目标模塊的代碼段與數據段,解析跨模塊符號引用(如函數調用),最終生成可執行内存映像。
權威參考來源:
計算機系統經典教材《計算機組成與設計:硬件/軟件接口》(David A. Patterson, John L. Hennessy)詳細闡述重定位裝入原理;IBM OS/360操作系統的"LINKAGE EDITOR"為早期工業實現案例(見IBM官方文檔庫)。
根據搜索結果中關于程式裝入方式的描述,"浮動程式的裝入程式"可以理解為處理可重定位地址的程式加載機制,主要涉及兩種核心裝入方式:
可重定位裝入方式
編譯後的程式模塊不固定物理地址,在裝入内存時根據實際内存空間動态調整地址。這種方式需要地址重定位計算,即裝入程式會修改所有與基地址相關的邏輯地址,使其指向正确的物理内存位置。適用于多道程式環境中,程式初始加載位置不可預知的情況。
動态運行時裝入
進一步擴展了地址浮動能力,允許程式在運行期間換入換出不同内存區域。其特點是通過重定位寄存器實時計算地址,程式首次裝入時不立即轉換地址,而是在執行每條指令時才通過硬件寄存器完成地址轉換。這種模式支持進程在内存中多次移動,是虛拟存儲技術的基礎。
這兩種方式都實現了程式地址的"浮動"特性:前者解決初始加載時的地址浮動問題,後者實現運行期的動态地址浮動。現代操作系統(如Linux内存管理)普遍結合了這兩種機制,通過分頁和分段技術實現更靈活的内存分配。
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