제 7 장 링커와 로더 설계

1. 제 7 장 링커와 로더 설계

2. 제 7 장 학습내용 • 링커와 로더의 개념과 역할 • 부프로그램의 호출과 외부기호 참조 • 재배치와 적재 개요 • 로더의 종류와 형태

3. 제 7 장 학습내용 • 링커와 로더가 필요로하는 정보 • 원시프로그램과 번역결과 • 절대상수와 재배치상수 • 링크를 위한 어셈블링 • 외부기호와 재배치 링크의 형태

4. 제 7 장 학습내용 • 패스1과 패스2의 수행과정 • 패스1과 패스2의 자료구조 • 기억장소에 적재된 후의 형태 • 패스1과 패스2의 알고리즘

5. 링커와 로더의 역할 • 링킹:모듈들을 연결 • 주기억장치 할당: 적재될 기억공간의 확보 • 재배치:기호들을 재배치 • 적재:재배치가완료된모듈을적재

6. 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

8. 주기억장치의 할당 • 로더의 요구에 의해 운영체제가 수행 • 운영체제 안에는 기억장치 관리 모듈 존재 • 부분할당과 전체할당으로 구분

9. 재배치 및 적재 • 번역후 재배치가능 코드가 생성됨 • 프로그램의 시작위치가 기준점 • 재배치 작업은 각 명령어의 주소부분에 행해짐 • 컴파일러가 재배치 정보 생성 • 재배치비트를 이용하는 방법

10. 로더의 종류와 형태 • 컴파일 즉시로더 • 절대로더 • 재배치로더 • 링킹로더 • 동적로더

11. 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

12. 절대로더의 개념 • 출력결과는보조기억장치에저장 • 로더는 번역시 정해진 위치에 적재만 수행 • 프로그래머가 어셈블러에게 적재주소 지정 • 각 모듈의 적재주소 지정

13. 절대로더를위한프로그램의형태 주프로그램 MAIN SEGMENT ASSUME CS : MAIN... ORG 100 ... CALL 400 ... MAIN ENDS END

14. 절대로더를위한프로그램의형태 부프로그램 MAIN SEGMENT ASSUME CS : MAIN... ORG 400 ... RET

15. 절대로더의 기능 • 링크:프로그래머 • 기억장소 할당번지 지정: 프로그래머 • 재배치:어셈블러 • 적재:절대로더

16. 재배치로더의 개념 • 적재모듈을 주기억장치에 적재 • 상대주소를 절대주소로 변환 • 외부기호의 참조 *모듈의 이름기호 참조 *외부모듈에서 정의된 기호 참조

17. 3개의 외부모듈 정의 • 모듈 M1 세그먼트 A (상대주소) (기호) (명령어) 0 A ... ... ... CALL B 20 LA1 DW LB1 ... ... 29

18. 3개의 외부모듈 정의 • 모듈 M2 세그먼트 B (상대주소) (기호) (명령어) 0 B ... ... 10 LB1 DW 5 ... ... 19

19. 3개의 외부모듈 정의 • 모듈 M3 세그먼트 C (상대주소) (기호) (명령어) 0 C ... ... 9

20. 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

21. 각 모듈의 기호표 • 모듈 M1의 기호표 분류 SD SD LD ER 상대주소 0 - 20 - 길이 30 - - - 기호 A B LA1 LB1

22. 각 모듈의 기호표 • 모듈 M2의 기호표 분류 SD LD 상대주소 0 10 길이 20 - 기호 B LB1

23. 각 모듈의 기호표 • 모듈 M3의 기호표 분류 SD 상대주소 0 길이 10 기호 C

24. 링킹로더의 개념 • 재배치링크 및 적재를 한꺼번에 수행 • 두 단계의 패스로 구성 (패스1과 패스2로 구성)

25. 링킹로더의 패스1과 패스2 • 패스1의 기능 *모듈에 기억장소 할당 *외부기호들의 주소 확정 *외부기호표 작성 • 패스2의 기능 *모든상대주소를절대주소로변환 *외부기호표 참조 후 적재

26. 링킹로더의 수행과정 0 . . . 29 기억장소 A 500 530 550 A 0 . . . 19 링킹 로더 B B C 0 . . . 9 C

27. 링킹로더의 역할 • 링크:링킹로더 • 기억장소 할당:운영체제 • 재배치:링킹로더 • 적재:링킹로더

28. 동적로더의 개념 • 재배치로더와 링킹로더의 단점 보완 • 기억장소의 효율적 활용 • 서브루틴들의상호호출관계파악 • 오버레이 구조를 활용

29. A (20K) B (20K) D (10K) 70K C (30K) E (20K) 동적적재시서브루틴의호출관계

30. 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)

31. 링커와로더가필요로하는정보 • 번역된 목적코드의 모듈들 • 모듈의 길이 • 외부기호와 내부기호 • 재배치할 기호들과 수정방법

32. 원시프로그램의 형태 • EXTRN으로 선언된 기호 *외부에서 정의되고 내부에서 이용 • PUBLIC으로 선언된 기호 *내부에서 정의되고 외부에서 이용

33. 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

34. 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

35. 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

36. SUBST.ASM 모듈의 예 MOV SUM, AX POP AX RET ADD2 ENDP TABLE DW 100 POINT DW DATA3 SUM DW ? MAIN ENDS END

37. 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

38. 절대상수와 재배치상수 • 절대상수 *같은 모듈내의 기호끼리 연산결과 *SAVE - RESULT = 02 *어셈블러가 계산 • 재배치상수 *기호의 값이 결정된 후 연산결과결정 *SUM - 5 *재배치비트 설정

39. 링크를 위한 어셈블링 • 번역된 프로그램: 목적코드로 된 모듈 • 모듈의 길이:외부기호표 • 외부기호:외부기호표 • 내부기호:외부기호표 • 재배치주소와 방법:재배치 링크표

40. 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

41. 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

42. 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

43. 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

44. 번역된 프로그램의 분석 • MAIN의 상대주소 0018H의 경우 *A1 = (A1 - A) + A *A1 + 10 = (A1 - A) + A + 10 = 16H + A + 10 = 20H + A

45. 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

46. 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

47. 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(+)

48. 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

49. 재배치 링크의 형태와 예 • 모듈 SUBST의 재배치 링크표 + 또는 - + + + + - 상대주소 0006 0009 000D 0017 0017 기호 B B B B A1

50. 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