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제 7 장 링커와 로더 설계 PowerPoint PPT Presentation


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제 7 장 링커와 로더 설계. 제 7 장 학습내용. 링커와 로더의 개념과 역할 부프로그램의 호출과 외부기호참조 재배치와 적재 개요 로더의 종류와 형태. 제 7 장 학습내용. 링커와 로더가 필요로하는 정보 원시프로그램과 번역결과 절대상수와 재배치상수 링크를 위한 어셈블링 외부기호와 재배치 링크의 형태. 제 7 장 학습내용. 패스 1 과 패스 2 의 수행과정 패스 1 과 패스 2 의 자료구조 기억장소에 적재된 후의 형태 패스 1 과 패스 2 의 알고리즘. 링커와 로더의 역할.

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제 7 장 링커와 로더 설계

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


7

제 7 장 링커와 로더 설계


7

제 7 장 학습내용

  • 링커와 로더의 개념과 역할

  • 부프로그램의 호출과 외부기호참조

  • 재배치와 적재 개요

  • 로더의 종류와 형태


7

제 7 장 학습내용

  • 링커와 로더가 필요로하는 정보

  • 원시프로그램과 번역결과

  • 절대상수와 재배치상수

  • 링크를 위한 어셈블링

  • 외부기호와 재배치 링크의 형태


7

제 7 장 학습내용

  • 패스1과 패스2의 수행과정

  • 패스1과 패스2의 자료구조

  • 기억장소에 적재된 후의 형태

  • 패스1과 패스2의 알고리즘


7

링커와 로더의 역할

  • 링킹:모듈들을 연결

  • 주기억장치 할당:

    적재될 기억공간의 확보

  • 재배치:기호들을 재배치

  • 적재:재배치가완료된모듈을적재


7

부프로그램의 호출

모듈 A

외부기호로

분기

모듈 B

CALL B

복귀


7

외부기호의 참조

모듈 A

모듈 B

외부기호

참조

LB1 DW 5

LA1 DW LB1


7

주기억장치의 할당

  • 로더의 요구에 의해

    운영체제가 수행

  • 운영체제 안에는 기억장치

    관리 모듈 존재

  • 부분할당과 전체할당으로 구분


7

재배치 및 적재

  • 번역후 재배치가능 코드가 생성됨

  • 프로그램의 시작위치가 기준점

  • 재배치 작업은 각 명령어의

    주소부분에 행해짐

  • 컴파일러가 재배치 정보 생성

  • 재배치비트를 이용하는 방법


7

로더의 종류와 형태

  • 컴파일 즉시로더

  • 절대로더

  • 재배치로더

  • 링킹로더

  • 동적로더


7

컴파일 즉시로더의 개념

  • 가장 간단한 방법

  • 로더의 기능은 거의 어셈블러가 수행

  • 로더의기능은단순히실행을제어

  • 어셈블러가 적재 기억장소낭비

  • 목적모듈이 보조기억장치에 저장 안됨 어셈블러의 재번역이 요구됨

  • 서로 다른 언어로 작성된 모듈들끼리 연결불가

  • 모든 모듈이 한꺼번에 번역  모듈화가 어려움


7

절대로더의 개념

  • 출력결과는보조기억장치에저장

  • 로더는 번역시 정해진 위치에

    적재만 수행

  • 프로그래머가 어셈블러에게

    적재주소 지정

  • 각 모듈의 적재주소 지정


7

절대로더를위한프로그램의형태

주프로그램

MAIN SEGMENT

ASSUME CS : MAIN...

ORG 100

...

CALL 400

...

MAIN ENDS

END


7

절대로더를위한프로그램의형태

부프로그램

MAIN SEGMENT

ASSUME CS : MAIN...

ORG 400

...

RET


7

절대로더의 기능

  • 링크:프로그래머

  • 기억장소 할당번지 지정:

    프로그래머

  • 재배치:어셈블러

  • 적재:절대로더


7

재배치로더의 개념

  • 적재모듈을 주기억장치에 적재

  • 상대주소를 절대주소로 변환

  • 외부기호의 참조

    *모듈의 이름기호 참조

    *외부모듈에서 정의된 기호 참조


7

3개의 외부모듈 정의

  • 모듈 M1

세그먼트 A

(상대주소) (기호) (명령어)

0 A

... ...

... CALL B

20 LA1 DW LB1

... ...

29


7

3개의 외부모듈 정의

  • 모듈 M2

세그먼트 B

(상대주소) (기호) (명령어)

0 B

... ...

10 LB1 DW 5

... ...

19


7

3개의 외부모듈 정의

  • 모듈 M3

세그먼트 C

(상대주소) (기호) (명령어)

0 C

... ...

9


7

3개 모듈의 링크와 재배치

0

.

.

.

20

.

.

.

29

A

상대주소

절대주소

CALL B

LA1 DW LB1

0

.

.

.

29

30

.

.

.

40

.

.

.

49

50

.

.

.

59

500

520

530

540

550

559

CALL 30

40

CALL 530

540

A

A

B

0

.

.

.

10

.

.

.

19

B

B

5

LB1 DW 5

5

C

C

0

.

.

.

9

C

기억

장치

적재

모듈

재배치로더

링커


7

각 모듈의 기호표

  • 모듈 M1의 기호표

분류

SD

SD

LD

ER

상대주소

0

-

20

-

길이

30

-

-

-

기호

A

B

LA1

LB1


7

각 모듈의 기호표

  • 모듈 M2의 기호표

분류

SD

LD

상대주소

0

10

길이

20

-

기호

B

LB1


7

각 모듈의 기호표

  • 모듈 M3의 기호표

분류

SD

상대주소

0

길이

10

기호

C


7

링킹로더의 개념

  • 재배치링크 및 적재를

    한꺼번에 수행

  • 두 단계의 패스로 구성

    (패스1과 패스2로 구성)


7

링킹로더의 패스1과 패스2

  • 패스1의 기능

    *모듈에 기억장소 할당

    *외부기호들의 주소 확정

    *외부기호표 작성

  • 패스2의 기능

    *모든상대주소를절대주소로변환

    *외부기호표 참조 후 적재


7

링킹로더의 수행과정

0

.

.

.

29

기억장소

A

500

530

550

A

0

.

.

.

19

링킹

로더

B

B

C

0

.

.

.

9

C


7

링킹로더의 역할

  • 링크:링킹로더

  • 기억장소 할당:운영체제

  • 재배치:링킹로더

  • 적재:링킹로더


7

동적로더의 개념

  • 재배치로더와 링킹로더의

    단점 보완

  • 기억장소의 효율적 활용

  • 서브루틴들의상호호출관계파악

  • 오버레이 구조를 활용


7

A (20K)

B (20K)

D (10K)

70K

C (30K)

E (20K)

동적적재시서브루틴의호출관계


7

동적적재시 기억장소의 변화

A (20K)

A (20K)

A (20K)

A (20K)

B (20K)

60K

B (20K)

40K

E (20K)

50K

D (10K)

70K

E (20K)

C (30K)

E (20K)


7

링커와로더가필요로하는정보

  • 번역된 목적코드의 모듈들

  • 모듈의 길이

  • 외부기호와 내부기호

  • 재배치할 기호들과 수정방법


7

원시프로그램의 형태

  • EXTRN으로 선언된 기호

    *외부에서 정의되고 내부에서 이용

  • PUBLIC으로 선언된 기호

    *내부에서 정의되고 외부에서 이용


Main asm

MAIN.ASM 모듈의 예

MAIN.ASM

MAIN SEGMENT

ASSUME CS:MAIN, DS:MAIN

EXTRN ADD2:NEAR, TABLE:WORD

PUBLIC DATA3

ADD1: MOV AX, CS

MOV DS, AX

MOV AX, DATA1

ADD AX, DATA2


Main asm1

MAIN.ASM 모듈의 예

MOV DATA3, AX

CALL ADD2

MOV AH, 4CH

INT 21H

DATA1 DW ADD2

DATA2 DW TABLE

DATA3 DW ?

MAIN ENDS

END


Subst asm

SUBST.ASM 모듈의 예

SUBST.ASM

MAIN SEGMENT

ASSUME CS:MAIN, DS:MAIN

EXTRN DATA3:WORD

PUBLIC ADD2, TABLE

ADD2: PROC NEAR

PUSH AX

MOV AX, TABLE

ADD AX, POINT


Subst asm1

SUBST.ASM 모듈의 예

MOV SUM, AX

POP AX

RET

ADD2 ENDP

TABLE DW 100

POINT DW DATA3

SUM DW ?

MAIN ENDS

END


7

번역된 프로그램의 형태

상대 재배치

주소 비트

0000 00 MOV AX,CS

0002 00 MOV DS,AX

0004 00 MOV AX,0100

0007 01 ADD AX,WORD PTR[0015]

000B 10 MOV WORD PTR[001D],AX

000E 01 MOV BX,0019

0011 00 MOV AH,4C

0013 00 INT 21

0015 00 0001

0017 00 0007

0019 00 0002

001B 00 0000

001D 00 0000

001F 10 0000

MAIN SEGMENT

ASSUME CS:MAIN,DS:MAIN;

EXTRN SUM:WORD;

MOV AX,CS

MOV DX,AX

MOV AX,100H

ADD AX,TABLE

MOV SAVE,AX

MOV BX,OFFSET POINT

MOV AH,4CH

INT 21H

TABLE DW 1, 7

;

POINT DW SAVE-RESULT

RESULT DW ?

SAVE DW ?

ASUM DW SUM

MAIN ENDS

END


7

절대상수와 재배치상수

  • 절대상수

    *같은 모듈내의 기호끼리 연산결과

    *SAVE - RESULT = 02

    *어셈블러가 계산

  • 재배치상수

    *기호의 값이 결정된 후 연산결과결정

    *SUM - 5

    *재배치비트 설정


7

링크를 위한 어셈블링

  • 번역된 프로그램:

    목적코드로 된 모듈

  • 모듈의 길이:외부기호표

  • 외부기호:외부기호표

  • 내부기호:외부기호표

  • 재배치주소와 방법:재배치 링크표


7

원시프로그램과번역된프로그램

  • MAIN.ASM 모듈의 예

MAIN SEGMENT

ASSUME CS:MAIN,DS:MAIN;

EXTRN B:PROC,BI:WORD

PUBLIC A1;

A MOV AX,CS

MOV DS,AX

MOV AX,A2

ADD AX,A2+2

ADD AX,A2+4

CALL B

MOV AH,4CH

INT 21H

상대 재배치

주소 비트

0000 00 MOV AX,CS

0002 00 MOV DS,AX

0004 01 MOV AX,[0018]

0007 01 ADD AX,[001A]

000B 01 ADD AX,[001C]

000F 10 CALL 0000

0012 00 MOV AH,4C

0014 00 INT 21


7

원시프로그램과번역된프로그램

  • MAIN.ASM 모듈의 예

상대 재배치

주소 비트

0016 10 0

0018 10 20

001A 00 02

001C 10 05

001E 00 00

A1 DW B

A2 DW A1+10

DW A2-A1

DW B1+5

DW 0

MAIN ENDS

END


7

원시프로그램과번역된프로그램

  • SUBST.ASM 모듈의 예

MAIN SEGMENT

ASSUME CS:MAIN,DS:MAIN;

EXTRN A1:NEAR

PUBLIC B, B1;

B PROC

PUSH AX

PUSH BX

MOV AX, CS

MOV DX, AX

MOV AX, B1

ADD AX, B2+2

MOV B2, AX

상대 재배치

주소 비트

0000 00 PUSH AX

0001 00 PUSH BX

0002 00 MOV AX,CS

0004 00 MOV DS,AX

0006 01 MOV AX,[0013]

0009 01 ADD AX,[0017]

000D 10 MOV [0015],AX


7

원시프로그램과번역된프로그램

  • SUBST.ASM 모듈의 예

상대 재배치

주소 비트

0010 00 POP BX

0011 00 POP AX

0012 00 RET

0013 00 000A

0015 00

0017 10 0013

POP BX

POP AX

RET

B ENDP;

B1 DW 10

B2 DW ?

DW B1-A1

MAIN ENDS

END


7

번역된 프로그램의 분석

  • MAIN의 상대주소 0018H의 경우

    *A1 = (A1 - A) + A

    *A1 + 10 = (A1 - A) + A + 10

    = 16H + A + 10

    = 20H + A


7

번역된 프로그램의 분석

  • MAIN의 상대주소 001AH의 경우

    *A2 - A1 = 02H

    *재배치비트는 00으로 됨

  • SUBST의 상대주소 0009H의 경우

    *B2 = (B2 - B) + B = 15H + B

    *B2 + 2 = (B2 - B) + B + 2

    = 15H + B + 2 = 17H + B


7

외부기호표의 형태와 예

  • 모듈 MAIN의 외부기호표

분류

SD

LD

LD

LD

ER

ER

상대주소

0000

0000

0016

0018

-

-

길이

1E

1E

-

-

-

-

기호

MAIN

A

A1

A2

B

B1


7

재배치 링크의 형태와 예

  • 모듈 MAIN의 재배치 링크표

+ 또는 -

+

+

+

+

+

+

+

상대주소

0004

0007

000B

000F

0016

0018

001C

기호

A

A

A

B

B

A

B1

상대주소 0004H에 A의 값을 더하라(+)


7

재배치 링크의 형태와 예

  • 모듈 SUBST의 외부기호표

분류

SD

LD

LD

LD

ER

상대주소

0000

0000

0013

0015

-

길이

19

13

-

-

-

기호

MAIN

B

B1

B2

A1


7

재배치 링크의 형태와 예

  • 모듈 SUBST의 재배치 링크표

+ 또는 -

+

+

+

+

-

상대주소

0006

0009

000D

0017

0017

기호

B

B

B

B

A1


7

링크 및 재배치의 과정

  • 패스1의 수행과정

    *단순링크

    *총괄외부기호표 작성

    *총괄재배치링크표 작성

  • 패스2의 수행과정

    *기호값의 수정위치와 방법 결정

    *필요한 기호의 값 탐색

    *재배치비트 참고 후 재배치


7

패스1이 만든 단순링크된 모듈

재배치

비트

상대주소

MAIN.ASM

0000 00 MOV AX, CS

0002 00 MOV DS, AX

0004 01 MOV AX, [0018]

0007 01 ADD AX, [001A]

000B 01 ADD AX, [001C]

000F 10 CALL 0000


7

패스1이 만든 단순링크된 모듈

재배치

비트

상대주소

0012 00 MOV AH, 4C

0014 00 INT 21

0016 10 0000

0018 10 0020

001A 00 0002

001C 10 0005


7

패스1이 만든 단순링크된 모듈

재배치

비트

상대주소

SUBST.ASM

001E 00 PUSH AX

001F 00 PUSH BX

0020 00 MOV AX, CS

0022 00 MOV DS, AX

0024 01 MOV AX, [0013]


7

패스1이 만든 단순링크된 모듈

재배치

비트

상대주소

0027 01 ADD AX, [0017]

002B 10 MOV [0015], AX

002E 00 POP BX

002F 00 POP AX

0030 00 RET

0031 00 000A

0033 00 -

0035 10 0013


7

패스1이만든총괄외부기호표형태

설명

(00H + 01EH)

(13H + 01EH)

(15H + 01EH)

기호

A

A1

A2

B

B1

B2

주소값

0000

0016

0018

001E

0031

0033


7

패스1이만든총괄재배치링크표

+ 또는 -

+

+

+

+

+

+

+

기호

A

A

A

B

B

A

B1

주소값

0004

0007

000B

000F

0016

0018

001C


7

패스1이만든총괄재배치링크표

+

+

+

+

-

B

B

B

B

A1

0024(06H + 01EH)

0027(09H + 01EH)

002B(0DH + 01EH)

0035(17H + 01EH)

0035(17H + 01EH)


7

패스2가 만든 적재모듈

재배치

비트

상대주소

MAIN.ASM

0000 00 -

0002 00 -

0004 01 MOV AX, [0018]

0007 01 ADD AX, [001A]

000B 01 ADD AX, [001C]

000F 10 CALL 001E


7

패스2가 만든 적재모듈

재배치

비트

상대주소

0012 00 -

0014 00 -

0016 10 001E

0018 10 0020

001A 00 0002

001C 10 0036


7

패스2가 만든 적재모듈

재배치

비트

상대주소

SUBST.ASM

001E 00 -

001F 00 -

0020 00 -

0022 00 -

0024 01 MOV AX, [0031]

0027 01 ADD AX, [0035]


7

패스2가 만든 적재모듈

재배치

비트

상대주소

002B 00 MOV [0033], AX

002E 00 -

002F 00 -

0030 00 -

0031 10 000A

0033 00 -

0035 00 001B


7

링크재배치상수와적재재배치상수

  • 링크재배치상수

    모듈들을 링크하면 값이 결정

    예) B1 - A1

  • 적재재배치상수

    적재될 때 값이 결정


7

기억장소에 적재된 후의 모양

  • 기억장소의 할당이 100(64H)

    번지부터 시작

주소

기억장치

0064

0066

0068

006B

006F

0073

8C C8 MOV AX, CS

8E D8 MOV DS, AX

A1 OO7C MOV AX, [007C]

03 06 007E ADD AX, [007E]

03 06 0080 ADD AX, [0080]

E8 7200 CALL 0082


7

기억장소에 적재된 후의 모양

주소

기억장치

0076

0078

007A

007C

007E

0080

0082

0083

B4 4C MOV AH, 4C

CD 21 INT 21

2000 -

2000 -

0200 -

3800 -

50 PUSH AX

53 PUSH BX


7

기억장소에 적재된 후의 모양

주소

기억장치

0084

0086

0088

008B

008F

0092

8C C8 MOV AX, CS

8E D8 MOV DS, AX

A1 0095 MOV AX, [0095]

03 06 0099 ADD AX, [0099]

A3 0097 MOV [0097], AX

5B POP BX


7

기억장소에 적재된 후의 모양

주소

기억장치

0093

0094

0095

0097

0099

58 POP AX

C3 RET

0A00 -

0000 -

1B00 -


7

패스1과 패스2의 데이터베이스

단순링크된

모듈

번역된

세그먼트들

적재

모듈

총괄외부

기호표

외부

기호표

총괄재배치

링크표

재배치

링크표

패스2

패스1


7

패스1의 알고리즘

시 작

세그먼트 배열순서 결정

입력

세그먼트들을

배열순서에

따라 연결

기호가 중복되지

않도록 기호표들을

단순연결

재배치링크표

들을 단순연결


7

패스1의 알고리즘

상대주소변경

(앞에 배열된

세그먼트의

길이를 더한다)

기호의 상대주소변경

상대주소변경

총괄외부

기호표

총괄재배치

링크표

단순링크된

모듈

패스1끝


7

패스2의 알고리즘

패스2 시작

총괄재배치링크표에서 한 줄을 읽음

총괄재배치링크표 끝?

패스2 끝

아니오

읽은 줄의 내용을 다음과 같이 변수에 치환

addr = 상대주소

symbol = 기호

sign = + 또는 -


7

패스2의 알고리즘

실패

총괄외부기호표에서

기호=symbol인 행을 탐색

오류

성공

탐색된 기호의 상대주소를 변수에 치환

Value=주소값

실패

단순링크 모듈에서

상대주소=addr 탐색

오류

성공

재배치비트가 가리키는 데이터에

Value를 sign에 따라 더함


7

제 7 장 요약

  • 링커와 로더의 역할

  • 로더의 종류

  • 링커와 로더가 필요한 정보 이해

  • 번역된 프로그램 형태 이해

  • 절대상수와 재배치상수 이해

  • 재배치 링크와 형태 이해


7

제 7 장 요약

  • 패스1과 패스2의 수행과정 이해

  • 패스1과 패스2의 자료구조 이해

  • 기억장소에 적재된 상태 이해

  • 패스1과 패스2의 알고리즘 이해


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