Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

4 Basisschicht eines Verwalters
tion bestimmen. Um unbekannte zukünftige Versionen zu unterstützen, kann es sinnvoll sein, dennoch
zusätzlichen Speicherplatz hinter der Funktion zu allozieren. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit,
dass eine veränderte Funktion an den Platz der alten Funktion geschrieben werden kann [QL91].
Der zusätzliche Speicherplatz bleibt jedoch ungenutzt, bis er von einer neuen Funktion belegt wird.
Daher ist dieser Ansatz nur geeignet, wenn man mit großer Sicherheit davon ausgehen kann, dass die
Funktion in Zukunft durch eine größere ausgetauscht wird.
Lösungsansatz: Weiterleitung
Passt das veränderte Modul nicht an die ursprüngliche Position, so kann eine Weiterleitung eingerichtet
werden. Eine Weiterleitung besteht im Wesentlichen aus einem Sprungbefehl, der den Kontrollfluss auf
die neue Adresse der Funktion umleitet. Die veränderte Funktion kann dann an einer beliebigen anderen
Adresse abgelegt werden. Hat das Modul mehrere Einsprungpunkte, so muss für jeden möglichen
Einsprungpunkt eine Weiterleitung an der ursprünglichen Adresse abgelegt werden.
Wird ein Modul zu einem späteren Zeitpunkt erneut ausgetauscht und wiederum an einer anderen
Position abgelegt, so kann die ursprüngliche Weiterleitung angepasst werden. Zusätzlich sind dieselben
Punkte zu beachten wie bei einem normalen Austausch. Dies kann dazu führen, dass eine zweite
Weiterleitung eingerichtet werden muss.
Der Nachteil bei der Verwendung von Weiterleitungen ist, dass ein Funktionsaufruf dadurch eine
zusätzliche Indirektionsstufe durchlaufen muss. Dies kostet zusätzliche CPU-Zyklen. Außerdem
führt eine ausgiebige Nutzung dieses Ansatzes zu einer starken Fragmentierung des vorhandenen
Programmspeichers, da an vielen Orten Weiterleitungen eingerichtet werden. Diese benötigen zwar
nicht viel Platz, müssen jedoch an einer festen Position im Speicher stehen. Dem gegenüber steht
der Vorteil, dass keine Verweise angepasst werden müssen und somit auch das Suchen der Verweise
entfallen kann.
4.4.2.3 Dynamische Verweise bei aktiven Funktionen
Bei der Suche nach Verweisen auf Funktionen ist auch der aktuelle Systemzustand zu berücksichtigen.
So muss zum Beispiel das Verändern einer Funktion, die gerade ausgeführt wird, speziell betrachtet
werden, da hier der Instruktionszeiger des Prozessors auf die Funktion verweist. Genauer gesagt,
wird die Funktion von einer Änderungsoperation unterbrochen, wie in Abbildung 4.12 dargestellt ist.
Dabei wird in den Verwaltungsstrukturen des Systems die Rücksprungadresse vermerkt, an der die
Funktion später fortgesetzt werden soll. Ist nun diese Funktion von der Änderung betroffen, so muss
man sicherstellen, dass die Rücksprungadresse gültig bleibt oder dass sie entsprechend angepasst wird.
Ansonsten sind die Folgen nicht vorhersehbar und eine konsistente Programmausführung ist nicht
gewährleistet.
Eine Garantie oder Anpassung ist unmöglich ohne genaues Wissen über Aufbau und Ablauf der
Funktion vor und nach der Änderung. Der gespeicherte Zustand zum Zeitpunkt der Unterbrechung
muss auch zu der veränderten Funktion passen. Das schließt die Stack- und Registerbelegung mit ein.
Da der Code im Normalfall jedoch nicht manuell erzeugt, sondern durch einen Compiler erstellt wird,
ist das notwendige Wissen nicht vorhanden. Daraus folgt die Forderung, dass eine Funktion nicht aktiv
sein darf, wenn sie ausgetauscht oder entfernt werden soll.
Als aktive Funktion gilt nicht nur die Funktion, die durch die Änderungsoperation unterbrochen
wurde, sondern alle Funktionen, die im System unterbrochen wurden und zu einem späteren Zeitpunkt
fortgesetzt werden könnten. Sie entstehen insbesondere durch Aktivitätsträger, die zum Beispiel durch
Verdrängung unterbrochen werden.
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