Processo di compilazione

Il processo di assemblaggio si applica al programma modulo per modulo, dove ciascuno modulo sorgente costruisce il corrispondente modulo oggetto.

Esamina riga per riga il codice sorgente assembly di un modulo e ne traduce le istruzioni simboliche nel formato di linguaggio macchina:

• I codici mnemonici sono tradotti nei corrispondenti codici binari
• I riferimenti ai registri sono tradotti nei corrispondenti numeri di registro
• I riferimenti simbolici del modulo sono tradotti, se possibile, negli indirizzi binari corrispondenti usando una tabella dei simboli.

Il segmento di ciascun modulo è assemblato in termini di indirizzi virtuali rilocabili.

Nel primo passo l'assemblatore non traduce nessuna istruzione ma costruisce la tabella dei simboli del modulo. I riferimenti simbolici associati alla tabella possono essere:

• Simboli associati a direttive dell'assemblatore (.eqv).
• Etichette che definiscono variabili del segmento dati.
• Etichette che contrassegnano istruzioni destinazioni di salto.

I valori degli indirizzi inseriti sono quelli rilocabili rispetto al segmento considerato.

Una volta generata la tabella dei simboli del modulo, si genera la tabella di rilocazione.

Un'istruzione è tradotta in modo incompleto, e quindi va elaborata anche da parte del modulo se:

• Il riferimento simbolico presente in essa è relativo a variabili del segmento .data.
• Il riferimento è relativo a simboli non (ancora) presenti nella tabella dei simboli del modulo: il simbolo è posto a per convenzione e andrà poi calcolato.
• Il riferimento simbolico presente in essa è relativo a simboli su cui agisce un modificatore.

In corrispondenza di ogni traduzione incompleta viene creato un elemento della tabella di rilocazione, nella forma:

Un oggetto è composto da:

• Intestazione: descrive le dimensioni del testo e dei dati del modulo.
• Segmento testo: contiene il codice in linguaggio macchina delle procedure e funzioni del file sorgente.
• Segmento dati: contiene una rappresentazione binaria dei dati definiti nel file sorgente.
• Informazioni di rilocazione: identificano istruzioni e le parole di dati che dipendono da indirizzi assoluti.
• Tabella dei simboli: associa un indirizzo alle etichette esterne contenute nel file sorgente e contiene l'elenco dei riferimenti non risolti
• Informazioni di debug

Il linker è il componente che ha il compito di collegare diversi moduli oggetto in un unico file eseguibile in formato binario.

Questo tuttavia ci da la limitazione di avere un solo spazio di indirizzamento per tutto il programma.

Il collegatore deve:

• Determinare la posizione in memoria, cioè l'indirizzo iniziale delle sezioni codice e dati dei diversi moduli.
• Determinare il nuovo valore di tutti gli indirizzi simbolici che risultano modificati dallo spostamento della base.
• Correggere in tutti i moduli i riferimenti a indirizzi simbolici che sono stati modificati.

Siccome il segmento dati inizia dall'indirizzo: Le istruzioni di accesso alla memoria non possono fare riferimento direttamente agli oggetti in esso contenuti, poiché esse hanno immediati da .

La suddivisione dell'indirizzo nelle sue componenti per accedere a un dato in memoria, è ottenuta in modo automatico tramite assemblatore e collegatore facendo uso della pseudoistruzione la. La traduzione di la è come segue:

auipc rd, %pcrel_hi (VAR)
addi rd, rd, %pcrel_lo (VAR)
Copy

E il calcolo svolto dal collegatore è il seguente:

delta = indirizzo effettivo di VAR - PC di auipc
%hi (delta) e %lo (delta)
Copy

Nei sistemi UNIX/LINUX, il kernel del sistema operativo ha il compito di caricare il programma nella memoria principale, predisponendone l'ambiente di lavoro, poi di lanciarne l'esecuzione e infine terminarlo.