[科普中國(guó)]-鏈?zhǔn)骄S持程序

靜態(tài)鏈接方式(Static Linking)

我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明在實(shí)現(xiàn)靜態(tài)鏈接時(shí)應(yīng)解決的一些問(wèn)題。在圖 4-4(a)中示出了經(jīng)過(guò)編譯后所得到的三個(gè)目標(biāo)模塊 A、B、C，它們的長(zhǎng)度分別為 L、M 和 N。在模塊 A 中有一條語(yǔ)句 CALL B，用于調(diào)用模塊 B。在模塊 B 中有一條語(yǔ)句 CALL C，用于調(diào)用模塊 C。B 和C 都屬于外部調(diào)用符號(hào)，在將這幾個(gè)目標(biāo)模塊裝配成一個(gè)裝入模塊時(shí)，須解決以下兩個(gè)問(wèn)題：

(1) 對(duì)相對(duì)地址進(jìn)行修改。在由編譯程序所產(chǎn)生的所有目標(biāo)模塊中，使用的都是相對(duì)地址，其起始地址都為 0，每個(gè)模塊中的地址都是相對(duì)于起始地址計(jì)算的。在鏈接成一個(gè)裝入模塊后，原模塊 B 和 C 在裝入模塊的起始地址不再是 0，而分別是 L 和 L+M，所以此時(shí)須修改模塊 B 和 C 中的相對(duì)地址，即把原 B 中的所有相對(duì)地址都加上 L，把原 C 中的所有相對(duì)地址都加上 L+M。

(2) 變換外部調(diào)用符號(hào)。將每個(gè)模塊中所用的外部調(diào)用符號(hào)也都變換為相對(duì)地址，如把B 的起始地址變換為 L，把 C 的起始地址變換為 L+M，如圖 4-4(b)所示。這種先進(jìn)行鏈接所形成的一個(gè)完整的裝入模塊，又稱為可執(zhí)行文件。通常都不再拆開它，要運(yùn)行時(shí)可直接將它裝入內(nèi)存。這種事先進(jìn)行鏈接，以后不再拆開的鏈接方式，稱為靜態(tài)鏈接方式。

裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接用戶源程序經(jīng)編譯后所得的目標(biāo)模塊，是在裝入內(nèi)存時(shí)邊裝入邊鏈接的，即在裝入一個(gè)目標(biāo)模塊時(shí)，若發(fā)生一個(gè)外部模塊調(diào)用事件，將引起裝入程序去找出相應(yīng)的外部目標(biāo)模塊，并將它裝入內(nèi)存，還要按照?qǐng)D 4-4 所示的方式來(lái)修改目標(biāo)模塊中的相對(duì)地址。裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1) 便于修改和更新。對(duì)于經(jīng)靜態(tài)鏈接裝配在一起的裝入模塊，如果要修改或更新其中的某個(gè)目標(biāo)模塊，則要求重新打開裝入模塊。這不僅是低效的，而且有時(shí)是不可能的。若采用動(dòng)態(tài)鏈接方式，由于各目標(biāo)模塊是分開存放的，所以要修改或更新各目標(biāo)模塊是件非常容易的事。

(2) 便于實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模塊的共享。在采用靜態(tài)鏈接方式時(shí)，每個(gè)應(yīng)用模塊都必須含有其目標(biāo)模塊的拷貝，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)模塊的共享。但采用裝入時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式，OS 則很容易將一個(gè)目標(biāo)模塊鏈接到幾個(gè)應(yīng)用模塊上，實(shí)現(xiàn)多個(gè)應(yīng)用程序?qū)υ撃K的共享。

運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接在許多情況下，應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)，每次要運(yùn)行的模塊可能是不相同的。但由于事先無(wú)法知道本次要運(yùn)行哪些模塊，故只能是將所有可能要運(yùn)行到的模塊都全部裝入內(nèi)存，并在裝入時(shí)全部鏈接在一起。顯然這是低效的，因?yàn)橥鶗?huì)有些目標(biāo)模塊根本就不運(yùn)行。比較典型的例子是作為錯(cuò)誤處理用的目標(biāo)模塊，如果程序在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中都不出現(xiàn)錯(cuò)誤，則顯然就不會(huì)用到該模塊1。

近幾年流行起來(lái)的運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)鏈接方式，是對(duì)上述在裝入時(shí)鏈接方式的一種改進(jìn)。這種鏈接方式是將對(duì)某些模塊的鏈接推遲到程序執(zhí)行時(shí)才進(jìn)行鏈接，亦即，在執(zhí)行過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)被調(diào)用模塊尚未裝入內(nèi)存時(shí)， 立即由 OS 去找到該模塊并將之裝入內(nèi)存， 把它鏈接到調(diào)用者模塊上。凡在執(zhí)行過(guò)程中未被用到的目標(biāo)模塊，都不會(huì)被調(diào)入內(nèi)存和被鏈接到裝入模塊上，這樣不僅可加快程序的裝入過(guò)程，而且可節(jié)省大量的內(nèi)存空間。