程序如何運行，編譯、鏈接、裝入？
[導讀]????關注、星標公眾號，直達精彩內(nèi)容作者：hguisu一、地址概念和程序如何運行在多道程序環(huán)境下，要使程序運行，必須先為之創(chuàng)建進程。而創(chuàng)建進程的第一件事，便是將程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。如何將一個用戶源程序變?yōu)橐粋€可在內(nèi)存中執(zhí)行的程序，通常都要經(jīng)過以下幾個步驟：首先是要編譯由編譯程序...
一、地址概念和程序如何運行
在多道程序環(huán)境下，要使程序運行，必須先為之創(chuàng)建進程。而創(chuàng)建進程的第一件事，便是將程序和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存。如何將一個用戶源程序變?yōu)橐粋€可在內(nèi)存中執(zhí)行的程序，通常都要經(jīng)過以下幾個步驟：
首先是要編譯
由編譯程序(Compiler)將用戶源代碼編譯成cpu可執(zhí)行的目標代碼，產(chǎn)生了若干個目標模塊(Object Module)（即若干程序段）。形成的目標代碼，每個目標代碼都是以0為基址順序進行編址，原來用符號名訪問的單元用具體的數(shù)據(jù)——單元號取代。這樣生成的目標程序占據(jù)一定的地址空間，稱為作業(yè)的邏輯地址空間，簡稱邏輯空間。
其次是鏈接
由鏈接程序(Linker)將編譯后形成的一組目標模塊（程序段），以及它們所需要的庫函數(shù)鏈接在一起，形成一個完整的裝入模塊(Load Module)；
最后是裝入（地址重定位）
由裝入程序(Loader)將裝入模塊裝入物理內(nèi)存。物理內(nèi)存是真實存在的插在主板內(nèi)存槽上的內(nèi)存條的容量的大小。
二. 程序的鏈接
源程序經(jīng)過編譯后，可得到一組目標模塊，再利用鏈接程序?qū)⑦@組目標模塊鏈接，形成裝入模塊。根據(jù)鏈接時間的不同，可把鏈接分成如下三種：
1．靜態(tài)鏈接方式(Static Linking)
我們通過一個例子來說明在實現(xiàn)靜態(tài)鏈接時應解決的一些問題。在圖 4-4(a)中示出了經(jīng)過編譯后所得到的三個目標模塊A、B、C，它們的長度分別為 L、M和N。在模塊A中有一條語句CALL B，用于調(diào)用模塊B。在模塊B中有一條語句CALL C，用于調(diào)用模塊C。B和C都屬于外部調(diào)用符號，在將這幾個目標模塊裝配成一個裝入模塊時，須解決以下兩個問題：
2．裝入時動態(tài)鏈接(Load-time Dynamic Linking)
用戶源程序經(jīng)編譯后所得的目標模塊，是在裝入內(nèi)存時邊裝入邊鏈接的，即在裝入一個目標模塊時，若發(fā)生一個外部模塊調(diào)用事件，將引起裝入程序去找出相應的外部目標模塊，并將它裝入內(nèi)存，還要按照圖4-4所示的方式來修改目標模塊中的相對地址。裝入時動態(tài)鏈接方式有以下優(yōu)點：
3．運行時動態(tài)鏈接(Run-time Dynamic Linking)
在許多情況下，應用程序在運行時，每次要運行的模塊可能是不相同的。但由于事先無法知道本次要運行哪些模塊，故只能是將所有可能要運行到的模塊都全部裝入內(nèi)存，并在裝入時全部鏈接在一起。顯然這是低效的，因為往往會有些目標模塊根本就不運行。
三. 程序的裝入（地址的變換）
為了闡述上的方便，我們先介紹一個無需進行鏈接的單個目標模塊的裝入過程。該目標模塊也就是裝入模塊。在將一個裝入模塊裝入內(nèi)存時，可以有絕對裝入方式、可重定位裝入方式和動態(tài)運行時裝入方式，下面分別簡述之。
1．絕對裝入方式(Absolute Loading Mode)
在編譯時，如果知道程序?qū)Ⅰv留在內(nèi)存的什么位置，那么，編譯程序?qū)a(chǎn)生絕對地址的目標代碼。即按照物理內(nèi)存的位置賦予實際的物理地址。例如，事先已知用戶程序(進程)駐留在從R處開始的位置，則編譯程序所產(chǎn)生的目標模塊(即裝入模塊)便從R處開始向上擴展。
因此，通常是寧可在程序中采用符號地址，然后在編譯或匯編時，再將這些符號地址轉換為絕對地址。
2．靜態(tài)地址重定位（可重定位裝入方式 Relocation Loading Mode)
絕對裝入方式只能將目標模塊裝入到內(nèi)存中事先指定的位置。在多道程序環(huán)境下，編譯程序不可能預知所編譯的目標模塊應放在內(nèi)存的何處，因此，絕對裝入方式只適用于單道程序環(huán)境。
3．動態(tài)地址重定位（動態(tài)運行時裝入方式Dynamic Run-time Loading）
可重定位裝入方式可將裝入模塊裝入到內(nèi)存中任何允許的位置，故可用于多道程序環(huán)境；但這種方式并不允許程序運行時在內(nèi)存中移動位置。因為，程序在內(nèi)存中的移動，意味著它的物理位置發(fā)生了變化， 這時必須對程序和數(shù)據(jù)的地址(是絕對地址)進行修改后方能運行。
四. Windows NT動態(tài)鏈接庫
5.1. 構造動態(tài)鏈接庫
DLL是包含函數(shù)和數(shù)據(jù)的模塊，它的調(diào)用模塊可為EXE或DLL，它由調(diào)用模塊在運行時加載；加載時，它被映射到調(diào)用進程的地址空間。在VC中有一類工程用于創(chuàng)建DLL。
- 庫程序文件 .C：相當于給出一組函數(shù)定義的源代碼；
- 模塊定義文件 .DEF：相當于定義鏈接選項，也可在源代碼中定義；如：DLL中函數(shù)的引入和引出(dllimport和dllexport)。
- 編譯程序利用 .C文件生成目標模塊 .OBJ
- 庫管理程序利用 .DEF文件生成DLL輸入庫 .LIB和輸出文件 .EXP
- 鏈接程序利用 .OBJ和 .EXP文件生成動態(tài)鏈接庫 .DLL。
5.2. DLL的裝入方法
1）裝入時動態(tài)鏈接(load-time)：
- 在編程時顯式調(diào)用某個DLL函數(shù)，該DLL函數(shù)在可執(zhí)行文件中稱為引入(import)函數(shù)。
- 鏈接時需利用 .LIB文件。在可執(zhí)行文件中為引入的每個DLL建立一個IMAGE_IMPORT_DESCRIPTOR結構。
- 在裝入時由系統(tǒng)根據(jù)該DLL映射在進程中的地址改寫Import Address Table中的各項函數(shù)指針。Hint是DLL函數(shù)在DLL文件中的序號，當DLL文件修改后，就未必指向原先的DLL函數(shù)。在裝入時，系統(tǒng)會查找相應DLL，并把它映射到進程地址空間，獲得DLL中各函數(shù)的入口地址，定位本進程中對這些函數(shù)的引用
2）運行時動態(tài)鏈接(run-time)：
在編程時通過LoadLibrary（給出DLL名稱，返回裝入和鏈接之后該DLL的句柄）, FreeLibrary, GetProcAddress（其參數(shù)包括函數(shù)的符號名稱，返回該函數(shù)的入口指針）等API來使用DLL函數(shù)。這時不再需要引入庫（import library）。
- LoadLibrary或LoadLibraryEx把可執(zhí)行模塊映射到調(diào)用進程的地址空間，返回模塊句柄；
- GetProcAddress獲得DLL中特定函數(shù)的指針，返回函數(shù)指針；
- FreeLibrary把DLL模塊的引用計數(shù)減1；當引用計數(shù)為0時，拆除DLL模塊到進程地址空間的映射；
HINSTANCE hInstLibrary;//模塊句柄定義
DWORD (WINAPI *InstallStatusMIF)(char*, char*, char*, char*, char*, char*, char*, BOOL);//函數(shù)指針定義
if (hInstLibrary = LoadLibrary("ismif32.dll"))//映射
{
InstallStatusMIF = (DWORD (WINAPI *)(char*,char*,char*, char*, char*, char*, char*, BOOL)) GetProcAddress(hInstLibrary, "InstallStatusMIF");//獲得函數(shù)指針
if (InstallStatusMIF)
{
if (InstallStatusMIF(“office97”, “Microsoft”, “Office 97”, “999.999”, “ENU”, “1234”, ”Completed successfully”, TRUE) !=0)//調(diào)用DLL模塊中的函數(shù)
{
}
}
FreeLibrary(hInstLibrary);//拆除映射
}
作者：hguisu原文地址：https://blog.csdn.net/hguisu/article/details/5713099版權歸原作者所有，如有侵權，請聯(lián)系刪除。???????????????? END ????????????????
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