Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

2.1 Ansätze zur Reduktion des Speicherbedarfs für kleine Knoten
Ist es gleich, so kann ein Codestück gemeinsam verwendet werden, das am Ende der Funktionen angesprungen
wird (Cross-Jumping). Bei ähnlichem Code, der semantisch gleich ist und sich zum Beispiel
nur in den verwendeten Registern unterscheidet, kann der Compiler versuchen den gemeinsamen Code
als separate Funktion zu extrahieren (prozedurale Abstraktion) [DEMS00]. Dieser Vorgang stellt in
etwa das Gegenteil des Inlinings dar. Der Nachteil dabei ist, dass zusätzlicher Aufwand durch den
Funktionsaufruf und die Parameterübergabe entsteht; dafür ist der resultierende Code kleiner, was
wiederum positive Effekte auf die Nutzung eines Instruktionscaches haben kann.
Die angedeuteten Techniken sind unabhängig von den in dieser Arbeit entwickelten Mechanismen
und können daher parallel eingesetzt werden. Die Auswirkungen werden jedoch teilweise sichtbar, da
das System, das im Rahmen dieser Arbeit entwickelt wurde, auf der Basis von Funktionen arbeitet und
zum Beispiel durch die prozedurale Abstraktion zusätzliche Funktionen erzeugt werden.
2.1.2 Codekompression
Bei der Codekompression wird der binäre Code komprimiert im Speicher abgelegt und erst kurz vor
der Verwendung entpackt. Die Dekompression des Codes soll dabei transparent erfolgen. Hierfür gibt
es verschiedene Ansätze. Einige Techniken verwenden eine besondere Hardware, um den Code bei
Speicherzugriffen automatisch zu dekomprimieren [WC92]. Andere Techniken sind rein in Software
realisiert, benötigen dabei allerdings spezielle Werkzeuge um den Code vorzubereiten [KKMS97].
Nachteil dieser Verfahren ist, dass eine Möglichkeit gegeben sein muss, um Adressen im unkomprimierten
Code auf komprimierten Code abzubilden. Weiterhin wird, zumindest bei softwarebasierten
Verfahren, zusätzlicher Speicherplatz benötigt, um den entkomprimierten Code abzulegen. Schließlich
ist noch anzumerken, dass für die Dekomprimierung Rechenzeit und Energie aufgewendet werden
muss.
Prinzipiell ist die Kompression von Code parallel zu der in dieser Arbeit vorgeschlagenen Technik
einsetzbar. Es muss allerdings eine Abstimmung zwischen den Verwaltungsstrukturen, die zur Dekomprimierung
verwendet werden, und den Änderungen, die durch das vorgestellte System vorgenommen
werden, stattfinden.
2.1.3 Überlagerungstechnik
Bei der Überlagerungstechnik versucht man Programmteile zu identifizieren, die nicht gleichzeitig
genutzt werden, sogenannte Overlays. Da diese nicht gleichzeitig im Speicher vorhanden sein müssen,
kann man sie abwechselnd an derselben Speicherstelle bereitstellen, sobald man sie benötigt. Ein
Speicherbereich kann so durch Überlagerung mehrfach von verschiedenen Codeblöcken verwendet
werden. Die Codeblöcke können dabei verschiedene Größen haben und sind nur durch die Größe des
Programmspeichers beschränkt. In einem Programm ist es möglich auch mehrere Speicherbereiche
vorzusehen, an denen Overlays eingeblendet werden, allerdings kann man ein Overlay normalerweise
immer nur an einer festen Adresse einblenden. Die Anzahl der Overlays ist durch den zusätzlich vorhandenen
Speicher beschränkt. Bei Systemen mit Harvard-Architektur können Overlays beispielsweise
im Datenspeicher abgelegt sein und bei Bedarf in den Programmspeicher geladen werden. Alternativ
ist das Nachladen der Overlays von einem Hintergrundspeicher (Bandlaufwerk, Festplatte) denkbar.
Der Vorteil der Überlagerungstechnik ist, dass man Programme ausführen kann, die größer sind als
der verfügbare Programmspeicher. Bei der Realisierung kann man zwischen verschiedenen Stufen
unterscheiden [Pan68]:
automatisch: Das System bestimmt automatisch die Unterteilung des Programms in Overlays. Außerdem
sorgt das System automatisch für die Bereitstellung der benötigten Overlays.
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