操作系统第4章 存储器管理

1、程序的装入和链接

多道程序环境下，程序运行必须为之先建立进程。
创建进程的第一件事：将程序和数据装入内存。
程序进内存的一般过程：

1. 编译compiler：编译程序：将用户源代码编译成若干个目标模块。
2. 链接link：链接程序：将形成的一组目标模块，及它们需要的库函数链接在一起，形成一个完整的装入模块。
3. 装入load：由装入程序将装入模块装入内存，构造PCB，形成进程，开始运行(使用物理地址)。

1）地址的概念

逻辑地址（相对地址，虚地址）
用户的程序经过汇编或编译后形成目标代码，目标代码中的指令地址是相对地址。

逻辑地址（相对地址，虚地址）
物理地址（绝对地址，实地址）
内存中存储单元的地址。
物理地址可直接寻址被执行。
地址映射：
将用户程序中的逻辑地址转换为运行时由机器直接寻址的内存物理地址的过程。

2）程序装入中的地址处理

**逻辑地址 ====== 物理地址：**
绝对装入方式(absolute loading)
逻辑地址 -》重定位-》 物理地址：
静态可重定位装入方式(relocatable loading mode)
动态运行时（重定位）装入方式(dynamic run-time loading)
① 绝对装入方式
编译程序生成的“目标代码”就是”装入模块” ，逻辑地址直接从某个地址R处增长，装入模块直接装入内存地址R处。
物理地址由谁生成？
一般由编译或汇编程序给出；
或由程序员赋予(要求程序员熟悉内存使用情况)
优点：装入过程简单。不需任何地址变换，程序中的逻辑地址与实际内存物理地址完全相同。
缺点：过于依赖硬件结构, 只适用早期针对硬件直接编程、单道环境下。
静态可重定位装入方式
地址映射在程序执行之前进行，重定位后物理地址不再改变。
可由专门设计的重定位装配程序完成（软）：装入时根据所定位的内存地址去修改每个逻辑地址，添加相应偏移量，重定位为物理地址。
优点：不需硬件支持，可以装入有限的多道程序
缺点：软件装入一次完成，一个程序通常需要占用连续的内存空间，程序装入内存后不能移动。也不易实现共享。
动态运行时（重定位）装入方式(dynamic run-time loading)
实际运行中往往会需要程序在内存中的各位置移动，即经常需要重定位到不同的物理地址上。这种运行时移动程序要求地址变换要快速，实现时一般依靠硬件地址变换机构——一个重定位寄存器。
程序装入内存时，可多次重定位到不同位置。且可以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。
更适用于部分装入

3）不同的程序链接方式

根据链接时间的不同，分成三种：
静态链接：装入运行前将多个目标模块及所需库函数链接成一个整体，以后不再拆开。
装入时动态链接:装入内存时，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，在执行中需要该目标模块时，才对它进行链接。