编译原理之可重定位代码是什么意思？

什么是可重定位代码

顾名思义，可重定位就是 可以重新定位 的意思。

我们都知道，在写代码时，代码里的各种跳转代码/指令，
比如C语言里的goto，汇编里的jmp、jz等等，
它们都是跳到某一地址，然后在该地址继续往下执行代码 的意思，
我们写的代码时用的内存空间是逻辑空间，
但是代码在实际运行时，用到的却是货真价实的物理地址空间。

既然如此，那么在程序编译时，就需要有一个从逻辑地址空间到物理地址空间的映射，如果这个映射做得不好，那么就会影响代码的正确执行。

打个比方，下面有一段代码：

    AAAA；(假设这里是代码的起始地址0)


    ...        (中间经略过了187个地址)


    XXXX;(假设这一行的逻辑地址是188)
circle:
    YYYY;（那么这一行就应该是189）
    ZZZZ;（190）
    MMM;（191）

goto circle;（又跳到circle，也就是地址为189那里）

因为操作系统给进程分配的内存的起始位置是无法确定的，

换句话说，也就是程序在运行时实际的物理起始位置是不确定，所以不能在编译时就把地址给写死，否则，如果实际运行时物理空间起始位置与编译时写死的起始地址不一致的话，程序就会出问题。

举个栗子，就拿上面的代码来讲，假设编译时，按照起始地址为0，给每一行代码都定死了地址（地址为右边括号里的数字），然而在实际运行这段程序时，系统可能给这个进程分配的物理地址起始地址为 2000，那么当代码执行到 goto circle;这一句时，本应该跳到的地址为2189，但是因为编译时已经把调转地址给写死了，实际却跳到地址189，至于这个189是哪一个进程的什么代码我们不知道，但可以肯定得是，这已经跳出了自己的物理空间，跳到别人的物理空间执行别人的代码去了，毫无疑问这样会出问题的。

为了解决这个问题，科学家们就把心思放在编译这一步骤上。

如果我们编译时，涉及地址跳转，某个地址对应信息的读取、写入等等之类与地址有关的操作，代码里所有地址都采用动态调整的方式，也就是可以根据操作系统实际给进程分配的实际物理内存的起始位置，而进行调整的话，那么代码就不会出错啦。

同样拿上面的例子来说，假设运行该代码时，系统给这个进程分配的物理地址起始位置为 2000，而代码自动根据这个起始位置调整自己的地址，那么代码实际上是：

    AAAA；(假设这里是代码的起始地址2000)


    ...        (中间经略过了187个地址)


    XXXX;(假设这一行的逻辑地址是2188)
circle:
    YYYY;（那么这一行就应该是2189）
    ZZZZ;（2190）
    MMM;（2191）

goto circle;（又跳到circle，也就是2189那里）

这样的话，代码的执行就不会出错啦。

这种可以使地址平移的代码就叫做可重定位代码，它是在加载的时候，也就是系统给进程确定了物理地址时，才生成绝对地址的。

重定位是由操作系统安排的。在装入程序前，系统会计算未使用的内存，然后将程序装入，并记下开始地址。在执行有相对地址的指令时，会将所有的地址加个刚才记下的开始地址，就叫重定位。它是实现多道程序在内存中同时运行的基础。

实际上使得代码可重定位方式有两种，分别是动态重定位与静态重定位：

静态重定位：即在程序装入内存的过程中完成，是指在程序开始运行前，程序中的各个地址有关的项均已完成重定位，地址变换通常是在装入时一次完成的，以后不再改变，故成为静态重定位。
动态重定位：它不是在程序装入内存时完成的，而是CPU每次访问内存时由动态地址变换机构（硬件）自动进行把相对地址转换为绝对地址。动态重定位需要软件和硬件相互配合完成。

这里不讲述第2种，能理解第1种就可以啦。