Dynamische Adaption in heterogenen verteilten eingebetteten ...

4 Basisschicht eines Verwalters
aktiv ist. Der Entwickler kann so wertvolle Hinweise erhalten, wie zukünftige Versionen der Software
umgestaltet werden müssten, um die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Abhängigkeitsanalyse zu
verbessern.
Lösungsansatz: bei Beendigung benachrichtigen
Um die periodische Überprüfung zu vermeiden, kann die Software auch in geeigneter Art und Weise
verändert werden, sodass beim Verlassen der aktiven Funktion automatisch der Verwalter kontaktiert
wird. Das konzeptionelle Vorgehen entspricht dem Anwenden eines, aus der aspektorientierten Programmierung
bekannten, after advice. Bei der Realisierung kann man nach zwei unterschiedlichen
Verfahren vorgehen:
1. Eine Möglichkeit ist, die Rücksprungadresse zu ermitteln und diese so abzuändern, dass der
Rücksprung zu einem Stück Code erfolgt, der den Verwalter kontaktiert. Dadurch wird der
Verwalter beim Verlassen der Funktion sofort benachrichtigt. Die ursprüngliche Rücksprungadresse
muss dabei gesichert werden, da sie benötigt wird, um das Programm nach der Operation
fortzusetzen.
Um diese Möglichkeit zu nutzen, muss es jedoch möglich sein, die Position der Rücksprungadresse
zu ermitteln. Erzeugt der Compiler einen Framepointer 8 , so kann man durch das Ablaufen
des Stacks an die Rücksprungadresse gelangen. Wird kein Framepointer generiert, so ist es im
Allgemeinen nicht möglich, die Position der Rücksprungadresse zuverlässig zu bestimmen.
2. Die zweite Möglichkeit basiert darauf, dass man in den vorhandenen Code an einer geeigneten
Stelle einen Sprung zu der Benachrichtigungsfunktion einsetzt. So können beispielsweise die
return-Anweisungen in der aktiven Funktion durch solche Sprünge ersetzt werden.
Voraussetzung für dieses Vorgehen ist allerdings, dass man die Ablaufstruktur des Codes analysiert
und ermitteln kann, an welchen Stellen die Funktion verlassen wird. Außerdem darf der
Sprungbefehl nicht mehr Platz benötigen als der return-Befehl, da ansonsten die Struktur der
Funktion zerstört wird 9 .
Bei beiden Verfahren wird die Ausführung auf dem verwalteten Knoten nach der Veränderung fortgeführt.
Sobald der Kontrollfluss die aktive Funktion verlässt, wird ein speziell vorbereitetes Codestück
angesprungen, welches den Verwalter benachrichtigt. Daraufhin muss geprüft werden, ob die betrachtete
Funktion immer noch aktiv ist. Um ein endloses Warten auf eine Benachrichtigung zu verhindern,
muss der Verwalter aber auch bei diesem Verfahren ein Zeitfenster vorsehen, nach dessen Ablauf er die
Operation abbricht, falls die Funktion nicht beendet wurde.
Bei der Wahl zwischen den beiden Verfahren ist das erste Verfahren zu bevorzugen. Der Vorteil ist,
dass hier kein Code verändert werden muss, da die Rücksprungadresse im Datenbereich abgespeichert
8 Der Framepointer zeigt auf den Anfang des Stackbereichs, der von der aktuellen Funktion benutzt wird. Dort ist üblicherweise
auch die Rücksprungadresse abgelegt.
9 Auf den von uns betrachteten Mikrocontrollern benötigt eine return-Anweisung (H8: RTS, AVR: RET) zwei Byte.
Direkte Sprungbefehle mit absoluter Zieladresse (JMP) benötigen hier vier Byte, da nicht nur der Befehl, sondern auch
die 16-bit Zieladresse codiert werden muss. Indirekte Sprungbefehle benötigen auf den betrachteten Plattformen nur
zwei Byte, sind aber nicht uneingeschränkt geeignet. Für register-indirekte Sprünge (H8: JMP, AVR: IJMP/EIJMP)
müssen zusätzliche Befehle eingefügt werden, um die Zieladresse in das entsprechende Register abzulegen. Für einen
speicher-indirekten Sprung könnte der Verwalter die Zieladresse in einen unbenutzten Speicherbereich abgelegen. Der
AVR bietet jedoch keinen indirekten Sprungbefehl mit Zieladresse in einer variablen Speicherstelle. Am besten eignen sich
daher relative Sprünge (H8: BRA, AVR: RJMP). Sie haben allerdings den Nachteil, dass nicht der gesamte Adressraum
erreicht werden kann.
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