JP2003157170A - プログラムバイナリをデコードおよび実行する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮されたプログラムバイナリを部分的にデコ
ードおよび実行する方法を提供すること。 【解決手段】本発明は、プログラムバイナリのデコード
に関するシステムと方法を開示する。一つの形態とし
て、本システムと方法は、プログラム命令（６０４）を
インターセプトし、関連付けられた命令がデコードされ
たかキャッシュされたかを判断し、関連する命令がキャ
ッシュされていないとき（６１２、６１４）プログラム
命令をデコードしコピーすることに関する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本開示は、概して、バイナリ
プログラムコードを実行する動的変換に関する。より詳
細には、本開示は、プログラムバイナリをデコードおよ
び実行するシステムおよび方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、個人情報端末（ＰＤＡ）および組
込みアプライアンス等のコンピューティング機器におい
て使用されるメモリの量を低減することにより、それら
のコストを低減することに関心が高まってきた。不都合
なことには、必要とされるメモリの量は一般に、提供さ
れる機能が増加するに伴って増大する。したがって、ユ
ーザがより多くの機能（例えば、アプリケーションの
数）を望むほど、一般に多くのメモリが必要となる。 【０００３】この状況を考慮し、コンピューティング機
器に対して必要なメモリの量を低減するためにいくつか
の解決法が提案されてきた。かかる解決法の１つにおい
ては、高いコード密度を有するマイクロプロセッサを使
用することができる。この解決法は、必要なメモリの量
の低減を容易にするが、マイクロプロセッサによって実
現可能なパフォーマンスのレベルに悪影響を与える可能
性があり、したがって多くの用途に対して望ましくな
い。 【０００４】より有望な解決法では、コード圧縮を使用
する。コード圧縮では、プログラムコードが、オフライ
ンで、すなわちコード構築時の間に圧縮される。圧縮さ
れると、プログラムコードに対して必要なメモリは低減
し、したがってコンピューティング機器において提供さ
れなければならないメモリの量を低減することが容易に
なる。圧縮コードは、例えば永久記憶装置（例えば、リ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ハードディスク、フラッ
シュデバイス）に格納され、実行時に伸張される。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】コンピューティング機
器のメモリが制限されている場合、一度にコードのブロ
ック（例えばページ）のみを伸張することが好ましい。
そのようにしないと、少なくともメモリ保存に関する限
り、第一に圧縮する目的にそぐわなくなる。伸張は、そ
の目的のために構成されるハードウェアまたはソフトウ
ェアを用いて達成することができる。ハードウェアソリ
ューションは適切に実行されるが、ハードウェアは、基
礎にあるシステムが変更される度に、変更されなければ
ならないか置き換えられがちなため、幾分か柔軟性がな
い。 【０００６】ソフトウェアベースソリューションもまた
実行可能であるが、オペレーティングシステム（Ｏ／
Ｓ）を変更する必要がある点で問題があり、わずかな量
のコード（命令の数）のみが必要である場合であって
も、通常はコードの大部分を伸張しなければならいとい
う点でパフォーマンスが低下する。パフォーマンスを低
下させることに加えて、コードの大部分を伸張するため
には、さらに、伸張されたコードに対して比較的大容量
のメモリが利用可能であることが必要である。不都合な
ことには、コードのより少ない部分を伸張することは、
これを実現するために通常ハードウェアのサポートが必
要であるため困難である。しかしながら、かかるハード
ウェアが利用可能であったとしても、かかる形態の伸張
に伴うオーバヘッドのペナルティおよび効率の低下によ
って、かかる解決法は魅力の無いものになる。 【０００７】上述したことから、例えば上述した問題の
うちの１つまたは複数を回避するコード伸張を提供する
ように、プログラムコードをデコードするシステムおよ
び方法を有することが望ましい、ということを認めるこ
とができる。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本開示は、プログラムバ
イナリをデコードおよび実行するシステムおよび方法に
関する。一構成では、本システムおよび方法は、プログ
ラム命令をインタセプトすること、関連する命令がデコ
ードされかつキャッシュされているか否かを判断するこ
と、および関連する命令がキャッシュされていない場
合、プログラム命令をデコードしコピーすることに関す
る。 【０００９】本開示はまた、コンピュータ読取可能媒体
に格納されたデコーディングプログラムに関する。一構
成では、デコーディングプログラムは、プログラム命令
をインタセプトするように構成されたロジックと、関連
する命令がデコードされかつキャッシュされているか否
かを判断するロジックと、キャッシュされていないプロ
グラム命令をデコードしコピーするように構成されたロ
ジックとを備える。 【００１０】さらに、本開示は、少なくとも１つのアプ
リケーションとコンピューティングシステムハードウェ
アとの間に存在するダイナミック・エグゼキューション
・レイヤ・インタフェース（dynamic execution layer
interface（ＤＥＬＩ））に関する。一態様では、ＤＥ
ＬＩは、いくつかのアプリケーションコードフラグメン
トをキャッシュおよび実行するように構成されたコア
と、コアのキャッシングおよび実行機能に対するアクセ
スを提供するように構成されたアプリケーションプログ
ラミングインタフェースと、コアの動作のためのポリシ
ーを提供するように構成されたシステム制御および構成
レイヤと、を備える。 【００１１】本発明は、以下の図面を参照してより理解
することができる。 【００１２】 【発明の実施の形態】プログラムバイナリをデコードお
よび実行するシステムおよび方法を開示する。以下に説
明するように、提供されるデコーディングサービスの性
質は、特定のアプリケーションによって異なることが可
能である。例として、このデコーディングは、プログラ
ムコードを伸張および／または解読することを含むこと
が可能である。本発明のシステムおよび方法の説明を容
易にするために、システム例を、図面を参照して説明す
る。これらシステムを詳細に説明するが、それらは例示
の目的のみのために提供され、発明の概念から逸脱する
ことなくあらゆる変更が可能である、ということが認め
られよう。他のシステム例は、２００１年８月８日に出
願され、「Dynamic Execution Layer Interface for Ex
plicitly of Transparently Executing Application or
System Binaries」と題された米国特許出願第０９／９
２４，２６０号に述べられている。システム例の説明の
後に、システムの動作の例を提供することにより、プロ
グラムバイナリのデコーディングおよび実行を容易にす
ることができる方法を説明する。 【００１３】ここで図１を参照すると、一例としてのダ
イナミック・エグゼキューション・レイヤ・インタフェ
ース（dynamic execution layer interface（ＤＥＬ
Ｉ））１００が示されている。概して、ＤＥＬＩ１００
は、オペレーティングシステム（Ｏ／Ｓ）を含むかまた
は含まないアプリケーションとハードウェアとの間に存
在することにより、ハードウェアからアプリケーション
バイナリコードを解く（untie）ための、高または低水
準言語で書かれた包括的ソフトウェアレイヤを構成す
る。この構成を通して、ＤＥＬＩ１００は、エミュレー
ション、動的変換および最適化、透過的リモートコード
実行、仮想ハードウェア環境プログラムのためのコンピ
ュータシステム機能の再マッピング、コード伸張、コー
ド解読等の多種多様の異なるアプリケーションにおいて
使用することができる、動的コンピュータプログラムコ
ード変換、キャッシングおよびリンキングサービスを提
供することができる。以下により詳細に説明するよう
に、ＤＥＬＩ１００は、透過モード、非透過モードまた
はその２つの組合せで動作する間にそのサービスを提供
することができる。透過モードでは、ＤＥＬＩ１００は
自動的に、実行プログラムを、実行プログラムが、自身
が直接コンピュータハードウェア上で実行していないと
いうことを知らない方法で制御する。非透過モードで
は、ＤＥＬＩ１００は、そのサービスをアプリケーショ
ンプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）を通してア
プリケーションにエクスポートすることにより、アプリ
ケーションが、ＤＥＬＩ１００がいくつかのシステムイ
ベントに対していかに反応するかを制御することができ
るようにする。 【００１４】図１に示すように、ＤＥＬＩ１００は、少
なくとも１つのアプリケーション１０２とコンピュータ
ハードウェア１０４との間に存在する。特定の構成によ
っては、アプリケーション１０２は、ＤＥＬＩの存在を
知らない１つまたは複数のユーザアプリケーションおよ
び／またはＤＥＬＩ１００の存在を知りＤＥＬＩのサー
ビスを利用するように構成されたクライアント（例えば
エミュレータ）を有することができる。しかしながら、
より一般的には、アプリケーション１０２は、コンピュ
ータプロセッサによって実行される命令を含む任意のタ
イプのプログラムコードを含む。Ｏ／Ｓが使用される場
合、ＤＥＬＩ１００は、提供されるサービスの性質によ
って、Ｏ／Ｓ（図示せず）の上位かまたは下位のいずれ
に存在してもよい。例えば、ＤＥＬＩ１００は、Ｏ／Ｓ
の上位で動作する場合、アプリケーションの実行のみを
制御することができる。一方、ＤＥＬＩ１００は、Ｏ／
Ｓの下位で動作する場合、Ｏ／Ｓとアプリケーションと
の両方からのシステムおよびユーザコードの混合を含む
ことができる命令ストリームにアクセスすることができ
る。ハードウェア１０４は、あらゆる異なるコンピュー
タシステムコンポーネントを備えることができるが、一
般に少なくともコンピュータプロセッサを備える。 【００１５】ＤＥＬＩ１００は、コア１０６と、アプリ
ケーションプログラミングインタフェース（ＡＰＩ）１
０８と、透過モードレイヤ１１０と、システム制御およ
び構成レイヤ１１２と、を含む４つの主なコンポーネン
トを含むことができる。概して、コア１０６は、ＡＰＩ
１０８と透過モードレイヤ１１０との両方に対して２つ
の主なサービスをエクスポートする。これらサービスの
うちの第１のサービスは、ハードウェア１０４の命令セ
ットに対応するネイティブコードフラグメントまたはコ
ードフラグメントのキャッシングおよびリンキングに関
連する。第２のサービスは、先にキャッシュされたコー
ドフラグメントを実行することに関連する。ＡＰＩ１０
８は、アプリケーション１０２から、動作の非透過モー
ドでコア１０６のキャッシングおよびリンキングサービ
スへのアクセスを提供する機能をエクスポートする。透
過モードレイヤ１１０によって、コア１０６は、動作の
透過モードでのコード実行に対する制御を透過的に取得
するとともにキャッシュされるコードフラグメントをフ
ェッチすることができる。最後に、システム制御および
構成レイヤ１１２は、たとえばコードのキャッシング、
リンキングおよび最適化のためのポリシーを含む、コア
１０６の動作に対するポリシーを提供することによっ
て、ＤＥＬＩ１００の構成を可能にする。これらポリシ
ーは、例えば、アプリケーション１０２からＡＰＩ１０
８を介してレイヤ１１２に提供することができる。シス
テム制御および構成レイヤ１１２はまた、ＤＥＬＩ１０
０の透過モードがイネーブルであるか否かを制御し、そ
れによってコア１０６がＡＰＩ１０８、透過モードレイ
ヤ１１０、または両方から入力を受取るか否かを判断す
る。 【００１６】図１においてさらに示すように、システム
１００は、アプリケーション１０２によってＤＥＬＩ１
００をバイパスするために使用することができるバイパ
ス１１４を含むことができ、それによってアプリケーシ
ョンは望ましい場合にハードウェア１０４に対して直接
実行することができる。なお、かかる動作は、ＤＥＬＩ
１００が利用されてもされなくてもよい任意の実行レイ
ヤであるため、可能とすることができる。 【００１７】図１に示すように、コア１０６は、コアコ
ントローラ１１６と、キャッシュマネージャ１１８と、
フラグメントマネージャ１２０と、最適化マネージャ１
２２と、を備える。コアコントローラ１１６は、タスク
を、それらタスクを完了する責任を有するコア１０６の
他のコンポーネントに割当てる、ディスパッチャとして
機能する。キャッシュマネージャ１１８は、フラグメン
トマネージャ１２０および最適化マネージャ１２２と共
に、システム制御および構成レイヤ１１２によって指定
されるポリシーにしたがって、１つまたは複数のコード
キャッシュ１２４（例えば、キャッシュ１〜ｎ）内のコ
ードフラグメントのキャッシングを制御するメカニズム
（例えば、アルゴリズムのセット）を備える。コア１０
６の１つまたは複数のコードキャッシュ１２４は、例え
ば、ハードウェア１０４の１つまたは複数のプロセッサ
のハードウェアキャッシュに配置することができ、ある
いは、ハードウェアのメインローカルメモリにおいて生
成することができる。コードキャッシュ１２４が、プロ
セッサ上のハードウェアキャッシュにマップされる場
合、命令キャッシュリフィルオーバヘッドの低減、メモ
リ帯域幅の増大等により、非常に増大したパフォーマン
スを得ることができる。フラグメントマネージャ１２０
は、コードキャッシュ１２４内のコードフラグメントの
処理とフラグメントに対して強いられる変換のタイプと
を指定する。最後に、最適化マネージャ１２２は、コー
ドフラグメントに対しそれらの実行を最適化するために
適用することができる最適化のセットを含む。 【００１８】上述したように、ＡＰＩ１０８は、アプリ
ケーション１０２から、ＤＥＬＩサービスへのアクセス
を提供する機能をエクスポートする。より詳細には、Ａ
ＰＩ１０８は、一般にＤＥＬＩの存在を知るクライアン
トを構成するアプリケーション１２０に対して、コア１
０６のキャッシングおよびリンキングサービスをエクス
ポートする。ＡＰＩ１０８によってエクスポートされる
これらサービスにより、アプリケーション１０２は、
（ｉ）キャッシングのためにコードフラグメントをコア
１０６に明示的に放出することによりおよび／または
（ｉｉ）ＤＥＬＩ１００に対しそのコードキャッシュ１
２４からの特定のコードフラグメントを実行するように
命令することにより、非透過モードでのＤＥＬＩ１００
の動作を制御することができる。さらに、ＡＰＩ１０８
はまた、ＤＥＬＩ１００の動作を初期化および中断する
機能もエクスポートすることができる。例えば、ＡＰＩ
１０８は、ＤＥＬＩ１００の透過的な動作を開始するこ
とができ、さらにＤＥＬＩがかかる動作を終了する時を
指示することができる。ＡＰＩ１０８はまた、上述した
ように、アプリケーション１０２によって指定されるポ
リシーをコア１０６に（例えば、フラグメントマネージ
ャ１０２および／または最適化マネージャ１２２に）引
渡すことにより、ＤＥＬＩ１００の構成を容易にする。
非透過モードでの動作を容易にする際のＡＰＩ１０８の
使用は、図５に関して後述する。 【００１９】図１をさらに参照すると、透過モードレイ
ヤ１１０は、概して、実行中のアプリケーション１０２
に対する制御を透過的に取得するために使用されるイン
ジェクタ（injector）１２６を有する。ＤＥＬＩ１００
が完全透過モードで動作する時（すなわち、アプリケー
ションがＤＥＬＩの存在を知らない場合）、インジェク
タ１２６を使用して、アプリケーションが実行を開始す
る前にＤＥＬＩをアプリケーション１０２に投入し（in
ject）、それによってアプリケーションがＤＥＬＩ制御
下で動作することができるようにする。かかる環境で
は、ＤＥＬＩ１００は、アプリケーション１０２の実行
可能イメージの変更を避けることにより、例外処理を妨
害することを避ける。制御は、インジェクタ１２６によ
りいくつかの異なる方法で取得することができ、それら
の各々は、アプリケーションバイナリを、バイナリがロ
ードされる仮想アドレスを変更することなくロードす
る。例として、Ｏ／Ｓカーネルローダを変更することが
でき、それによってＤＥＬＩ１００（例えば、共有ライ
ブラリとしてコンパイルされる）が、カーネルローダに
よりアプリケーションの実行可能イメージをロードする
時に自動的にロードされる。代替的に、ユーザレベルロ
ーダを使用して、カーネルローダを変更することなく利
用してアプリケーション１０２をサスペンドモードでメ
モリにロードし、後にアプリケーションに（例えば、ア
プリケーションスタックに）命令を投入することがで
き、アプリケーションが再開される時に、ＤＥＬＩ１０
０共有ライブラリをロードする。 【００２０】他の代替例では、アプリケーション１０２
にＤＥＬＩ１００をアタッチするためにｐｔｒａｃｅを
使用することができる。本技術分野において周知である
ように、ｐｔｒａｃｅは、１つのプロセスが別のプロセ
スを制御することができるようにする、デバッガによっ
てしばしば使用されるメカニズムである。ＤＥＬＩ１０
０は、ｐｔｒａｃｅを介してアプリケーション１０２に
アタッチする別個のプロセスとして構成することがで
き、アプリケーションのバイナリイメージの最上部の実
行スタートアップコード（例えば、ｃｒｔ０）がアプリ
ケーションのエントリポイントを呼出そうとする時点ま
で、アプリケーションを実行する。その後、アプリケー
ション１０２の実行を中断することができ、ＤＥＬＩ１
００を使用してアプリケーション命令をフェッチしアプ
リケーション１０２に代わってそのアプリケーション命
令を実行することができる。 【００２１】さらに別の代替例では、アプリケーション
のテキストセグメントを、実行可能ファイルの別個のコ
ピーに展開することができる。特に、アプリケーション
のバイナリイメージを一時的な場所にコピーすることが
でき、ＤＥＬＩテキストセグメントを最後に追加するこ
とによりアプリケーションのテキストセグメントを拡張
することができ、開始シンボル（すなわち、ｃｒｔ０と
呼ばれるエントリポイント）をＤＥＬＩエントリポイン
トに変更することができる。そして、結果としての実行
可能ファイルを、ｅｘｅｃを使用して実行することがで
きる。オリジナルアプリケーションのテキストセグメン
トは依然として、それが通常有するものと同じ仮想アド
レスにロードされているが、ＤＥＬＩ１００は、実際の
アプリケーション１０２が開始する前に制御を取得す
る。 【００２２】別の実施例では、ＤＥＬＩ１００は、ｃｒ
ｔ０の特別なバージョンを使用することによってアプリ
ケーション１０２に対する制御を取得することができ
る。本技術分野において周知であるように、ｃｒｔ０コ
ードは、コマンドライン引数をピックアップし、初期ス
タックおよびデータセグメントをセットアップし、その
後開始シンボル（通常、アプリケーション１０２のメイ
ン（ｍａｉｎ（））関数）の値に対してコールする責任
を有する。アプリケーション１０２のエントリポイント
を呼出す前に、ｃｒｔ０は動的リンクローダ（dynamic
link loader）ｄｌｄをマップし、その後、その動的リ
ンクローダが、アプリケーション１０２が参照する任意
の動的リンクライブラリ（dynamically linked librari
es（ＤＬＬ））をロードする。ｃｒｔ０のカスタムバー
ジョンを使用して、さらに、ＤＥＬＩコード（それ自体
がＤＬＬとしてコンパイルされる）をマップし、開始シ
ンボルによって定義されるものの代りにＤＥＬＩのエン
トリポイントを呼出すことができる。 【００２３】アプリケーション１０２に対する制御が取
得される方法に関り無く、その後命令フェッチコントロ
ーラ１２８を使用して、アプリケーションバイナリコー
ドのフラグメント（例えば、トレース）のコピーを抽出
し（すなわち、フェッチし）、それらをキャッシュする
ためにＤＥＬＩコア１０６に渡し、コア１０６に対して
そのコードキャッシュ１２４から適当なキャッシュ済み
コピーを実行するよう命令することができる。かかる動
作を容易にするための透過モードレイヤ１１０の使用
を、図４に関連して以下に説明する。 【００２４】本明細書では、ＤＥＬＩ１００を、透過モ
ードレイヤ１１０を有するように示し説明したが、当業
者は、本開示を全体として見ることにより、ＤＥＬＩの
動作がＡＰＩ１０８を介してアプリケーション１０２
（すなわち、クライアント）によってのみ制御される場
合、このレイヤを完全に省略してよい、ということを認
めるであろう。 【００２５】上述したように、システム制御および構成
レイヤ１１２は、コードのキャッシングおよびリンキン
グのためのポリシーを提供することによりＤＥＬＩ１０
０の構成を可能にする。ＤＥＬＩ１００はいかなる特定
のタイプのポリシーまたはポリシー内容にも限定されな
いが、ポリシーは一般に、ＤＥＬＩがいかに挙動するか
を確定する。例えば、レイヤ１１２は、コードのフラグ
メントがアプリケーション１０２からいかに抽出される
か、オリジナルコードからいかにフラグメントが生成さ
れるか、より大きいコードフラグメントを形成するため
にいかに複数のコードフラグメントを互いにリンクする
ことができるか等に関するポリシーを提供してよい。レ
イヤのポリシーは、静的とも動的ともすることができ
る。前者の場合、構築時に構成を固定することにより、
ポリシーをＤＥＬＩ１００にハードコード化することが
できる。後者の場合、ポリシーを、アプリケーション１
０２によりＡＰＩ１０８におけるファンクションコール
を介して動的に提供することができる。ポリシーの実現
は、ＤＥＬＩ１００が特定のシステムおよび／またはハ
ードウェアイベント（例えば、例外および割込み）に反
応する方法を制御する。上述したポリシーに加えて、シ
ステム制御および構成レイヤ１１２は、コードキャッシ
ュ１２４のサイズ、ログファイルが生成されるか否か、
コードフラグメントが最適化されるべきか等を指定する
ことができる。 【００２６】システム制御および構成レイヤ１１２は、
さらに、システムおよびハードウェア機能に向けられた
アプリケーションバイナリコードの命令をインタセプト
することにより、システムおよびハードウェア機能の抽
象化をサポートする。そして、これら命令は、フラグメ
ントマネージャ１２０により、システム制御および構成
レイヤ１１２の命令下でフラグメント形成プロセスの一
部として置換えられる。システム制御および構成レイヤ
１１２は、欠損したまたは欠陥のあるハードウェアに向
けられた命令を識別し、フラグメントマネージャ１２０
に対してそれらを、同様であるが異なるハードウェア１
０４に向けられた対応する命令か、あるいはオリジナル
ハードウェアのソフトウェアシミュレーションと置換え
させる。 【００２７】上述したコンポーネントに加えて、ＤＥＬ
Ｉ１００は、任意に、例えば、何らかの方法でプログラ
ムバイナリをデコードする責任を有する１つまたは複数
アルゴリズムを備えたデコーディングマネージャ１３０
をさらに含むことができる。例えば、デコーディングマ
ネージャ１３０は、アプリケーション１０２に対して伸
張および／または解読サービスを提供することができ
る。デコーディングマネージャ１３０が提供される場合
のその使用については、図６を参照して以下に説明す
る。 【００２８】図２は、コア１０６の構成例とその動作と
を示す。この図に示すように、コア１０６は、ＡＰＩ１
０８または透過モードレイヤ１１０から２つのタイプの
要求を受入れる。第１に、関数インタフェースを介して
コードフラグメントをキャッシュしリンクする要求２０
０を受入れることができる。かかる要求は、例えば「Ｄ
ＥＬＩ＿ｅｍｉｔ＿ｆｒａｇｍｅｎｔ（ｔａｇ，ｆｒａ
ｇｂｕｆ）」という形式の関数を含むことができる。こ
の関数は、コードフラグメントを、ＤＥＬＩキャッシュ
１２４に格納するためのそのパラメータおよび識別子
（例えば、タグ）として受取る。さらに、コア１０６
は、キャッシュ１２４に格納され実行するためにハード
ウェア１０４に渡されるコードフラグメントを識別す
る、「ＤＥＬＩ＿ｅｘｅｃｕｔｅ＿ｆｒａｇｍｅｎｔ
（ｔａｇ）」等の関数インタフェースを介して、特定の
コードフラグメントタグにおいて実行を開始する要求を
受入れる。 【００２９】コアコントローラ１１６は、これら要求を
処理し、それらを適当なコアモジュールにディスパッチ
する。そして、所与の識別子を有するコードフラグメン
トの放出に対する要求２０２を、フラグメントマネージ
ャ１２０に渡すことができる。フラグメントマネージャ
１２０は、そのフラグメント形成ポリシー２０４にした
がってコードフラグメントを変換し、ことによると、そ
のインスツルメンテーション（instrumentation）ポリ
シー２０６にしたがってコードフラグメントをインスツ
ルメント（instrument）し、そのコードフラグメントを
そのフラグメントリンキングポリシー２０８にしたがっ
て先にキャッシュされたフラグメントとリンクする。例
えば、フラグメントマネージャ１２０は、キャッシュ１
２４内で複数のコードフラグメントをリンクしてよく、
それによって実行がコードフラグメントの実行の最後に
別のコードフラグメントにジャンプするようになり、そ
のためキャッシュからの実行の長さが増大する。これを
達成するために、フラグメントマネージャ１２０は、キ
ャッシュマネージャ１１８に対してフラグメント割付命
令２１０を発行する。そして、フラグメントマネージャ
１２０は、キャッシュマネージャ１１８に対し、コード
キャッシュ１２４の処理済みコードフラグメントを割付
ける要求を送信する。 【００３０】キャッシュマネージャ１１８は、コードフ
ラグメントの割付を制御するものであり、一般にキャッ
シュ空間を管理するためのそれ自体のキャッシュポリシ
ー２１２を備えている。しかしながら、フラグメントマ
ネージャ１２０はまた、キャッシュマネージャ１１８に
対して特定のフラグメント割付解除命令２１４も発行し
てもよい。例えば、フラグメントマネージャ１２０は、
現フラグメントを先に割付けたフラグメントと統合する
よう決定してよく、その場合、先のフラグメントは割付
解除される必要のある場合がある。構成によっては、キ
ャッシュマネージャ１１８とフラグメントマネージャ１
２０とは、コードキャッシュ１２４およびコードフラグ
メントを、２００１年５月２２日に発行され、「Preemp
tive Replacement Strategy for a Caching Dynamic Tr
anslator Based on Changes in the Translation Rat
e」と題された米国特許第６，２３７，０６５号に示さ
れ述べられている方法で管理することができる。代替的
に、コードキャッシュ１２４およびコードフラグメント
は、２００１年１月５日に出願され、「A Partitioned
Code Cache Organization to Exploit Program Localit
y」と題された米国特許出願第０９／７５５，３８９号
に示され述べられている方法で実行されてもよい。 【００３１】フラグメントマネージャ１２０は、フラグ
メントをキャッシュマネージャ１１８に渡す前に、フラ
グメントを最適化マネージャ１２２に渡すことにより
（２１６）、その最適化ポリシー２１８にしたがってコ
ードフラグメントの品質を向上させてよい。構成によっ
ては、最適化マネージャ１２２は、コードフラグメント
を、２００１年１月５日に出願され、「A Fast Runtime
Scheme for Removing Dead Code Across Linked Fragm
ents」と題された米国特許出願第０９／７５５，３８１
号に示され述べられている方法で最適化してよい。代替
的に、最適化マネージャ１２２は、２００１年１月５日
に出願され、「A Memory DisambiguationScheme for Pa
rtially Redundant Load Removal」と題された米国特許
出願第０９／７５５，７７４号に示され述べられている
方法でコードフラグメントを最適化してよい。特に、最
適化マネージャ１２２はまた、冗長計算の削除、冗長メ
モリアクセスの削除、プロシージャコール／リターンオ
ーバヘッドを除去するインライン化機能等、以前からあ
るコンパイラ最適化技術を使用して、コードフラグメン
トを最適化してもよい。 【００３２】上述したように、フラグメントマネージャ
１２０は、そのフラグメント形成ポリシー２０４にした
がってコードフラグメントを変換する。フラグメントマ
ネージャ１２０によって実行される変換は、例えば、相
対アドレス、分岐アドレス等を変更することによりメモ
リアドレス参照を変化させることによって、コード再割
付を含むことができる。コードフラグメントのレイアウ
トはまた、コードの物理レイアウトをその機能（すなわ
ち、セマンティック）を変化させることなく変化させ
て、変更してもよい。これら変換は、フラグメントマネ
ージャ１２０により、ＡＰＩ１０８を通しておよび命令
フェッチコントローラ１２８から受取られるフラグメン
トに対して実行される。 【００３３】コードインスツルメンテーションを実行す
るために、フラグメントマネージャ１２０は、コードフ
ラグメントの実行の頻度、メモリアドレスがアクセスさ
れる頻度等に関するデータ等、コードプロファイリング
のためのインスツルメンテーションポリシー２０６にし
たがってデータを収集する。フラグメント形成または割
付解除を容易にするために、プログラムカウンタを使用
してこれら統計値を収集することができる。これらポリ
シーは、ＡＰＩ１０８を介して送信されるかまたはＤＥ
ＬＩ構築時に確立されるポリシー命令を受取る、システ
ム制御および構成レイヤ１１２によって構成される。ポ
リシーは、フラグメントを生成し、インスツルメント
し、最適化し、リンクするために、異なる方法に対する
オプションを含んでよく、あるいは、ポリシーは、単
に、これらタスクを実行するためのＤＥＬＩ１００内の
ハードコード化アルゴリズムであってよい。 【００３４】ＤＥＬＩコア１０６によって受入れられる
第２のタイプの要求は、所与の識別子（例えば、タグ）
によって識別されるフラグメントを実行する要求２２０
である。かかる場合、コアコントローラ１１６は、フラ
グメントマネージャ１２０に対してルックアップ要求２
２２を発行し、フラグメントマネージャ１２０は、フラ
グメントが目下キャッシュ１２４に存在しアクティブで
ある場合、対応するコードキャッシュアドレス２２４を
返す。例として、フラグメントマネージャ１２０は、コ
ードフラグメントの位置を識別するためにタグを使用す
ることができる、存在しアクティブなコードフラグメン
トのルックアップテーブルを維持することができる。代
替的に、フラグメントマネージャ１２０またはキャッシ
ュマネージャ１１８は、コードフラグメントが存在しア
クティブであるか否かを追跡する他のいかなる適当な技
術も使用することができる。フラグメントが目下キャッ
シュ１２４に存在せずアクティブでない場合、フラグメ
ントマネージャ１２０は、コアコントローラ１１６に対
してエラーコードを返し、コアコントローラ１１６は、
最初の要求側にフラグメントタグをキャッシュミスアド
レスとして返す（２２６）。一方、フラグメントが目下
存在しアクティブである場合、コアコントローラ１１６
は、キャッシュマネージャ１１８に対し最初の要求をそ
のキャッシュアドレスとともにパッチする（２２８）。
それによって、キャッシュマネージャ１１８は、そのコ
ードキャッシュ１２４におけるアドレス指定されたコー
ドフラグメントに制御を引渡すことによって、アドレス
指定されたコードフラグメントを実行する。そして、キ
ャッシュミスが発生するまで、すなわち実行される次の
アプリケーションアドレスに対するコピーが目下キャッ
シュに存在しなくなるまで、実行はコードキャッシュ１
２４に焦点を当て続ける。上記状態は、例えば実行中の
コードのコードキャッシュ１２４から退避しようとする
試みによって検出することができる。キャッシュミス
は、キャッシュマネージャ１１８からコアコントローラ
１１６に報告され（２３０）、その後最初の要求側に報
告される（２２６）。 【００３５】図３は、ＤＥＬＩ１００が実行することが
できるコンピュータシステム３００のアーキテクチャ例
を示す略図である。概して、コンピュータシステム３０
０は、デスクトップコンピュータ、ポータブルコンピュ
ータ、専用サーバコンピュータ、マルチプロセッサコン
ピューティング機器、携帯電話、個人情報端末（ＰＤ
Ａ）、ハンドヘルドまたはペンベースコンピュータ等、
多種多様の有線および／または無線コンピューティング
機器のうちの任意の１つを構成することができる。コン
ピュータシステム３００は、その特定の構成に関らず、
例えば、処理装置３０２、メモリ３０４、１つまたは複
数のユーザインタフェース装置３０６、ディスプレイ３
０８、１つまたは複数の入出力（Ｉ／Ｏ）装置３１０お
よび１つまたは複数のネットワーキング装置３１２を備
えることができ、それらは各々、ローカルインタフェー
ス３１４に接続される。 【００３６】処理装置３０２は、カスタムメイドかまた
は市販のプロセッサと、コンピュータシステム３００と
関連するいくつかのプロセッサの中の中央処理装置（Ｃ
ＰＵ）かまたは補助プロセッサと、半導体ベースのマイ
クロプロセッサ（マイクロチップの形態）と、マイクロ
プロセッサと、１つまたは複数の特定用途向け集積回路
（ＡＳＩＣ）と、複数の適当に構成されたデジタル論理
ゲートと、個別にかつあらゆる組合せでコンピューティ
ングシステムの動作全体を調整するための個別要素を備
えた、他の周知の電気的構成と、を含むことができる。 【００３７】メモリ３０４は、揮発性メモリ素子（例え
ば、ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の
ＲＡＭ））と不揮発性メモリ素子（例えば、ＲＯＭ、ハ
ードドライブ、テープ、ＣＤＲＯＭ等）との組合せのう
ちの任意の１つを含むことができる。一般に、メモリ３
０４は、Ｏ／Ｓ３１６と、１つまたは複数のアプリケー
ション１０２（例えば、ユーザアプリケーションおよび
／またはクライアント）と、すでに詳細に説明したＤＥ
ＬＩ１００と、を含む。当業者は、メモリ３０４が簡潔
にする目的のために省略した他のコンポーネントを含む
ことができる（一般には含む）、ということを認めるで
あろう。 【００３８】１つまたは複数のユーザインタフェース装
置３０６は、ユーザがコンピューティングシステム３０
０と対話することができるコンポーネントを備える。例
えば、コンピューティングシステム３００がパーソナル
コンピュータ（ＰＣ）を構成する場合、これらコンポー
ネントはキーボードとマウスを含むことができる。コン
ピューティングシステム３００がハンドヘルド機器（例
えば、ＰＤＡ、携帯電話）を構成する場合、これらコン
ポーネントは、ファンクションキーまたはボタン、タッ
チセンシティブスクリーン、スタイラス等を含むことが
できる。ディスプレイ３０８は、ＰＣの場合はコンピュ
ータモニタまたはプラズマスクリーン、またはハンドヘ
ルド機器の場合は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を含むこ
とができる。 【００３９】図３を参照すると、１つまたは複数のＩ／
Ｏ装置３１０は、コンピューティングシステム３００の
別のシステムおよび／または機器への接続を容易にする
ように適合されており、したがって、１つまたは複数の
シリアル、パラレル、小型コンピュータ用周辺機器イン
タフェース（ＳＣＳＩ）、ユニバーサルシリアルバス
（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４（例えば、Ｆｉｒｅｗｉ
ｒｅ（登録商標））および／またはパーソナルエリアネ
ットワーク（ＰＡＮ）コンポーネントを含んでよい。ネ
ットワークインタフェース装置３１２は、ネットワーク
を介してデータを送信および／または受信するために使
用されるあらゆるコンポーネントを備える。例として、
ネットワークインタフェース装置３１２は、入力と出力
とをともに通信することができる装置、例えば変調器／
復調器（例えば、モデム）、無線（例えば、無線周波数
（ＲＦ））送受信機、電話インタフェース、ブリッジ、
ルータ、ネットワークカード等を含む。 【００４０】本明細書では、あらゆるソフトウェアおよ
び／またはファームウェアを説明した。このソフトウェ
アおよび／またはファームウェアを、任意のコンピュー
タ関連システムまたは方法によるかまたはそれと関連し
て使用するために、任意のコンピュータ読取可能媒体に
格納することができる、ということが理解される。この
文書のコンテキストにおいて、コンピュータ読取り可能
媒体は、コンピュータ関連システムまたは方法によるか
またはそれと関連して使用されるコンピュータプログラ
ムを内蔵するかまたは格納することができる、電子、磁
気、光あるいは他の物理装置または手段を示す。これら
プログラムは、コンピュータベースシステム、プロセッ
サ内蔵システム、あるいは命令実行システム、装置また
は機器からの命令をフェッチしそれら命令を実行するこ
とができる他のシステム等の、命令実行システム、機器
または装置によるかまたはそれと関連して使用されるた
めに、任意のコンピュータ読取可能媒体において具体化
することができる。本文書のコンテキストにおいて、
「コンピュータ読取可能媒体」は、命令実行システム、
機器または装置によるかまたはそれに関連して使用され
るプログラムを格納し、通信し、伝播し、または移送す
ることができるいかなる手段ともすることができる。 【００４１】例えば、コンピュータ読取可能媒体は、限
定されないが、電子、磁気、光、電磁気、赤外線または
半導体のシステム、機器、装置または伝播媒体とするこ
とができる。コンピュータ読取可能媒体のより特定の例
（非網羅的リスト）には、１つまたは複数のワイヤを有
する電気的接続、ポータブルコンピュータディスケッ
ト、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリ
メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能リードオン
リメモリ（ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュ
メモリ）、光ファイバおよびポータブルコンパクトディ
スクリードオンリメモリ（ＣＤＲＯＭ）が含まれる。な
お、コンピュータ読取可能媒体は、プログラムが印刷さ
れた用紙または他の適当な媒体とさえすることができ
る。それは、プログラムを、例えば用紙または他の媒体
の光学的走査により電子的に取込み、その後、コンパイ
ルし、解釈しまたは必要であれば他の適当な方法で処理
した後、コンピュータメモリに格納することができるた
めである。 【００４２】ＤＥＬＩ１００の一般的な性質を上で説明
したが、ここで図４および図５を参照してＤＥＬＩの動
作の実施例を説明する。上述したように、ＤＥＬＩ１０
０は、２つの一般的な動作モード、すなわち透過モード
および非透過モードと、それらの組合せと、において動
作する。これらモードでの動作を説明するために、フロ
ーチャートを提供する。これらフローチャートにおける
いずれのプロセスステップまたはブロックも、プロセス
における特定の論理機能またはステップを実現するため
の１つまたは複数の実行可能命令を含む、モジュール、
セグメントまたはコードの一部を表す、ということは理
解されなければならない。特定のプロセスステップ例を
示すが、代替実現も可能である、ということが認められ
よう。さらに、ステップは、関係する機能により、実質
的に同時かまたは逆の順序を含む、示しまたは説明する
順序ではない順序で実行されされてよい。 【００４３】概して、ＤＥＬＩ１００が透過的にかまた
は非透過的にアプリケーション１０２の実行に対する制
御を取得したか否かに関らず、アプリケーションは、ハ
ードウェア１０４に対して直接には実行しない。むし
ろ、アプリケーションコードは、コードキャッシュ１２
４に保持されてよいコードフラグメントの形式でＤＥＬ
Ｉ１００を通して実行する。 【００４４】図４は、透過モードでのＤＥＬＩ動作の簡
単な実施例を示す。より詳細には、図４は、アプリケー
ション１０２がＤＥＬＩの存在を知らない完全透過モー
ドでのＤＥＬＩの動作を示す。ブロック４００から始ま
り、ＤＥＬＩ１００がまず開始される。透過モードで動
作している場合、この開始は、アプリケーション１０２
の開始からもたらすことができる。その開始時、ＤＥＬ
Ｉ１００は、ブロック４０２に示すように、透過モード
レイヤ１１０のインジェクタ１２６によってアプリケー
ション１０２に投入され、それによってＤＥＬＩはアプ
リケーションとその実行とに対する制御を取得する。上
述したように、この制御を取得することができるあらゆ
る異なる方法がある。 【００４５】ＤＥＬＩ１００がアプリケーション１０２
に対する制御を取得すると、ＤＥＬＩを使用して、上述
したもの等のいくつかの異なるサービスのうちの任意の
１つを提供することができる。例えば、ＤＥＬＩ１００
は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアエミュレ
ーション、動的変換および最適化、透過的リモートコー
ド実行、仮想ハードウェア環境プログラムのためのコン
ピュータシステム機能の再マッピング、コード伸張、コ
ード解読等を容易にすることができる。これら異なるサ
ービスは、各々コードキャッシュ１２４内のプログラム
コードフラグメントのキャッシングおよびリンキングを
含む。アプリケーションバイナリからコピーされるコー
ドのいくつかのフラグメントをキャッシュし、それらを
何らかの方法で変換することにより、後にコードキャッ
シュ１２４からの変換済みコードを実行することによっ
て所望のサービスを提供することができる。 【００４６】ＤＥＬＩ１００は、コードをキャッシュす
る前に、コードのいずれの特定のフラグメントをキャッ
シュするかを確定しなければならない。完全透過モード
で実行している場合、アプリケーション１０２はＤＥＬ
Ｉ１００を知らないことから、ＤＥＬＩは、いずれのコ
ードフラグメントをキャッシュするかに関しアプリケー
ションから指示を受取らない。コードのキャッシング
を、ＤＥＬＩ構築時に生成されたポリシーを通して指示
することができるが、より好ましくは、ＤＥＬＩ１００
は、少なくとも部分的にこれらの確定を単独で行う能力
を有する。ＤＥＬＩ１００は、これを、ブロック４０４
に示すように、アプリケーション１０２によるコードの
実行を監視することによって行うことができる。そのよ
うに行う際に、ＤＥＬＩ１００は、例えばいずれのフラ
グメントが最も頻繁に使用されるかを判断することによ
り、例えばいずれのコードフラグメントがアプリケーシ
ョン１０２に対して最も有用であるかに関する情報を収
集することができる。 【００４７】ＤＥＬＩ１００の制御下でアプリケーショ
ン１０２によりあらゆるコードフラグメントが実行され
るため、ＤＥＬＩは、実行されるコードの各部を「見る
（sees）」。したがって、ＤＥＬＩ１００は、監視プロ
セスを通して、いずれのコードフラグメントが最も頻繁
に使用されるかを判断することができる。そして、ＤＥ
ＬＩ１００は、コードのいずれの部分が「ホット（ho
t）」である、すなわち、システム制御および構成レイ
ヤ１１２によって提供されるポリシーに関してアプリケ
ーション実行に最も重要であるかの判断を行うことがで
きる。上述したように、この判断は、実行インスタンス
を追跡するプログラムカウンタを使用して行うことがで
きる。当業者は、コードのいずれの部分がホットである
かを判断するためにあらゆる他の方法を使用することが
できる、ということを認めるであろう。この判断を行う
ことができる方法の例は、１９９８年１１月５日に出願
され、「Method for Selecting Active Code Traces fo
r Translation in a CachingDynamic Translator」と題
された、米国特許出願第０９／１８６，９４５号と、１
９９９年５月１４日に出願され、「Low Overhead Specu
lative Selection of Hot Traces in a Caching Dynami
c Translator」と題された米国特許出願第０９／３１
２，２９６号と、に述べられている。 【００４８】図４をさらに参照すると、各コードフラグ
メントが実行される際に、ＤＥＬＩ１００は、判断要素
４０６に示すように、関連するコードフラグメントが先
にキャッシュされているか否かを判断することができ
る。そうである場合、ＤＥＬＩ１００は、キャッシュ済
み（一般に変換済み）コードを含むコードキャッシュ１
２４にジャンプし、ブロック４０８に示すように、この
コードが、オリジナルアプリケーションコードの代りに
ハードウェア１０４によって実行される。コードがキャ
ッシュされているか否かの判断は、上述したように、ネ
イティブアプリケーションコードとコードキャッシュ１
２４内でキャッシュされた類似物との関連を識別する識
別子（例えば、タグ）を参照して行うことができる。そ
して、キャッシュされていなかった（すなわち、キャッ
シュミス）コードに対して参照するまで、コードキャッ
シュ１２４に存在するコードのリンクされたフラグメン
トの実行を含む、キャッシュ済みコードの実行が継続す
る。判断要素４１０を参照すると、未キャッシュコード
に対する参照がある場合、ＤＥＬＩ１００はアプリケー
ションコードにジャンプして戻り、ブロック４１２に示
すようにそのコードの実行が再開される。この時、ＤＥ
ＬＩ１００は、この実行の監視を再開することができる
（ブロック４０４）。 【００４９】判断要素４０６に戻ると、ＤＥＬＩ１００
が、関連するコードフラグメントがコードキャッシュ１
２４に存在していないと判断した場合、フローは判断要
素４１４に進み、所定のポリシーに関してコードフラグ
メントがホットであるか否かが判断される。コードがホ
ットでない場合、フローはブロック４０４に戻り、アプ
リケーションコード実行の監視を継続する。一方、コー
ドがホットである場合、ブロック４１６に示すように、
透過モードレイヤ１１０の命令フェッチコントローラ１
２８を使用してフラグメントをフェッチすることによ
り、コードフラグメントがコピーされる。 【００５０】この時点で、ブロック４１８に示すよう
に、コードフラグメントを何らかの方法で変換すること
ができる。さらに、キャッシュ１２４内のコードフラグ
メントを、コードリンキングのために確立されたポリシ
ーにしたがってリンクすることができる。コード変換の
性質は、ＤＥＬＩ１００が提供すべきサービスのタイプ
によって決まる。例えば、ＤＥＬＩ１００が単にアプリ
ケーション実行を最適化するものである場合、この変換
は、パフォーマンスを向上させるためにコードを再配置
および／または再構成することを含むことができる。提
供される変換の性質に関らず、コード構造は、基礎にあ
るセマンティックを変更することなくある程度変更され
る。コードフラグメントが変換されると、ブロック４２
０に示すように、変換済みコードをコードキャッシュ１
２４内にキャッシュすることができ、フローが上述した
ブロック４０８に進むことによって、ＤＥＬＩ１００内
で実行することができる。 【００５１】上述したように、ＤＥＬＩ１００は、非透
過モードでは異なって動作する。概して、ＤＥＬＩ１０
０は、非透過モードで動作している場合、例えば、アプ
リケーション１０２がアクセスすることができるＡＰＩ
１０８の機能をエクスポートするＤＬＬまたは静的リン
クモジュール（statically linked module）として動作
してよい。非透過モードでは、アプリケーション１０２
（すなわち、クライアント）は、ＤＥＬＩ１００を知っ
ており、ＤＥＬＩのサービスを利用するように構成され
る。最も簡単な場合、クライアント（例えば、エミュレ
ータ）は、ＡＰＩ１０８を介してＤＥＬＩ動作のすべて
の態様を制御する。かかる場合、ＤＥＬＩ１００を利用
して、ＡＰＩ１０８を介してクライアントによって提供
される明示的な命令にしたがってコードをキャッシュ
し、リンクし、最適化することができる。例えば、ＤＥ
ＬＩ１００に対し、アプリケーション実行中に最も頻繁
に使用されると考えられるいくつかのコードフラグメン
トをキャッシュするように命令することができる。これ
は、例えば、タグを識別することによりＤＥＬＩ１００
にコードの位置を提供することによって達成することが
できる。かかる場合、ＤＥＬＩ１００は、ＡＰＩ１０８
によって命令されるようにコードフラグメントを監視す
るのではなく記録する。さらに、クライアントは、ＤＥ
ＬＩに対して適用可能なタグを識別することにより、Ａ
ＰＩ１０８を介していずれのキャッシュ済みフラグメン
トを実行すべきかに関し、ＤＥＬＩ１００に対して命令
することができる。 【００５２】しかしながら、より一般的なシナリオで
は、クライアントはＤＥＬＩ１００に対しそのサービス
を透過的に提供するように要求する。かかる場合、クラ
イアントは、ＤＥＬＩ１００の動作を呼出すと共に、Ｄ
ＥＬＩがいつその動作を停止するかに関する命令を提供
する。図５は、このように動作の実施例を提供する。 【００５３】ブロック５００で開始して、ＤＥＬＩ１０
０は開始される。非透過モードでは、この開始は、「Ｄ
ＥＬＩ＿ＳＴＡＲＴ」等の開始コマンドが、ＤＥＬＩ１
００を呼出すＡＰＩ１０８によって引渡される時に発生
する。開始されると、ブロック５０２に示すように、透
過モードレイヤ１１０を起動することができ、フローは
図４に関して上述した透過モードと同様に継続すること
ができる。したがって、ＤＥＬＩ１００は、アプリケー
ション（クライアント）によるコードの実行を監視し
（５０４）、コードフラグメントが先にキャッシュされ
ているか否かを判断し（５０６）、適用可能である場合
はキャッシュ済みコードを実行し（５０８）、ホットな
コードフラグメントをコピーし（５１６）、コピーされ
たコードフラグメントを変換し（５１８）、変換済みコ
ードフラグメントをキャッシュする（５２０）ことがで
きる。ＤＥＬＩ１００の動作は、このように、クライア
ントの要求にしたがってＤＥＬＩに動作を停止させる状
況になるまで継続する。例として、この割込みは、ＡＰ
Ｉ１０８を介してＤＥＬＩ１００に送信されるファンク
ションコールの最後に配置された「ＤＥＬＩ＿ＳＴＯ
Ｐ」コマンドによって達成することができる。 【００５４】上述したように、ＤＥＬＩ１００を使用し
てプログラムバイナリのデコーディングを容易にするこ
とができる。例えば、ＤＥＬＩ１００を使用して、圧縮
プログラムコードを伸張および実行することができる。
上述したように、現伸張／実行ソリューションには、例
えばシステムパフォーマンスが低下することと相対的に
大容量のメモリが必要であることとを含む、いくつかの
問題がある。しかしながら、これら問題は、ＤＥＬＩ１
００が使用される場合に回避することができる。それ
は、ＤＥＬＩが、コードフラグメントおよび個々の命令
等、コードの非常にわずかな部分を制御するためであ
る。動作時、ＤＥＬＩ１００を使用して、コードフラグ
メントを伸張すると共に、最も頻繁に使用されるコード
フラグメントをコードキャッシュ１２４内に伸張された
形式でキャッシュすることができる。かかる動作によ
り、アプリケーションコードのより小さい部分が伸張さ
れ、それによって伸張オーバヘッドが低減し必要な利用
可能システムメモリが低減される。さらに、最も頻繁に
使用されるコードフラグメントが伸張形式でキャッシュ
されるため、必要な動的伸張が著しく小さくなり、それ
によってパフォーマンスが向上する。 【００５５】アプリケーションバイナリのデコーディン
グおよび実行を提供する際のＤＥＬＩ１００の動作の一
実施例を図６に示す。この実施例では、デコーディング
サービスは、動作の透過モードで提供される。デコーデ
ィングを伸張という点で説明するが、当業者は、プログ
ラムコード解読等、デコーディングの他の形式を提供す
ることができる、ということを認めるであろう。ブロッ
ク６００で開始して、ＤＥＬＩ１００は開始され、ブロ
ック６０２に示すように、その実行に対する制御を取得
するように開始する前にアプリケーション１０２に投入
される。この制御により、ＤＥＬＩ１００は、ブロック
６０４に示すように、最終的に実行されるあらゆる圧縮
されたアプリケーション命令をインタセプトすることが
できる。 【００５６】図４に関して説明した動作のモードと同様
に、ＤＥＬＩ１００は、コードの実行を監視し、それに
よっていずれのコードフラグメントをキャッシュするか
を判断することができる。したがって、上述したよう
に、ＤＥＬＩ１００は、判断要素６０６に示すように、
関連するコードフラグメントが先に伸張されキャッシュ
されているか否かを判断することができる。そうである
場合、ＤＥＬＩ１００は、伸張コードを含むコードキャ
ッシュ１２４にジャンプし、ブロック６０８に示すよう
に、このコードがハードウェア１０４によりオリジナル
アプリケーションコードの代りに実行される。この場合
もまた、未キャッシュコードが参照されるまで、キャッ
シュ済みコードの実行が継続（６１０）し、かかるコー
ドが参照された時点で、ＤＥＬＩ１００はアプリケーシ
ョンコードとブロック６０４とに戻るようジャンプす
る。 【００５７】再び判断要素６０６を参照すると、コード
キャッシュ１２４に関連するコードフラグメントが存在
しない場合、フローはブロック６１２に進み、命令がＤ
ＥＬＩ１００によって伸張され（すなわちデコードさ
れ）、それによって命令を評価することができる。例と
して、この伸張を、デコーディングマネージャ１３０に
よって提供することができる。この伸張（すなわちデコ
ーディング）を、ＤＥＬＩ１００のデコーディングマネ
ージャ１３０によって実行されるものとして説明する
が、当業者は、この機能を、代替的に、クライアントア
プリケーションのソフトウェアコンポーネントかまたは
基礎にあるコンピューティングシステムのハードウェア
コンポーネント等の別のコンポーネントによって実行す
ることができる、ということを認めるであろう。命令が
伸張されると、ブロック６１４に示すように、ＤＥＬＩ
１００は、例えば１つまたは複数の命令バッファに対し
命令のコピーを生成する。次いで、判断要素６１６を参
照すると、ＤＥＬＩ１００は、アプリケーション命令が
所定ポリシーに関してホットであるか否かを判断する。
命令がホットでない場合、フローはブロック６１８に進
み、コピーされた伸張命令が実行される。しかしながら
命令がホットである場合、伸張命令は所望に応じて変換
され（６２０）、次に特定機能が必要とされる時の実行
のために利用可能となるように、伸張形式でキャッシュ
される（６２２）。 【００５８】かかる伸張および実行サービスもまた、Ｄ
ＥＬＩ１００によって非透過モードで動作中に提供する
ことができる。例えば、アプリケーション１０２（すな
わち、クライアント）かまたは別のコンポーネント（図
示せず）を、アプリケーションコードを伸張し、最も頻
繁に使用される伸張コードをキャッシュするためにＤＥ
ＬＩ１００を呼出すように構成することができる。かか
るシナリオでは、アプリケーション１０２によって実行
されるコードが先に圧縮されたコードであることを除い
て、フローは図５に示すものと類似する。 【００５９】デコーディングサービスが、ＤＥＬＩ１０
０によって透過モードで提供されるか非透過モードで提
供されるかに関らず、システムパフォーマンスとメモリ
利用との両方の意味で、先の解決法に比較していくつか
の利点を達成することができる。例えば、伸張／実行サ
ービスが提供される場合、コードの多くの部分が伸張さ
れなければならないソフトウェアソリューションでもた
らされる５０％程度のペナルティに比較して、およそ１
０％の伸張ペナルティが観察され得る。メモリの点で
は、アプリケーションコードの大部分が圧縮形式のまま
であるため、現ソフトウェアソリューションと比較して
実行中に必要なメモリが著しく少なくなる。この発明
は、例として次のような実施形態を含む。 【００６０】（１）プログラム命令をデコードする方法
であって、プログラム命令をインタセプトするステップ
（６０４）と、関連する命令がデコードされかつキャッ
シュされているか否かを判断するステップ（６０６）
と、関連する命令がキャッシュされていない場合、該プ
ログラム命令をデコードしコピーするステップ（６１
２、６１４）と、を含む方法。 【００６１】（２）前記プログラム命令をデコードする
前記ステップは、該命令を伸張することを含む（１）記
載の方法。 【００６２】（３）前記プログラム命令をデコードする
前記ステップは、該命令を解読することを含む（１）記
載の方法。 【００６３】（４）関連する命令がデコードされかつキ
ャッシュされている場合、それらキャッシュされデコー
ドされた命令を実行するステップ（６０８）をさらに含
む（１）記載の方法。 【００６４】（５）前記デコードされかつコピーされた
命令が頻繁に使用される命令であるか否かを判断するス
テップ（６１６）をさらに含む（１）記載の方法。 【００６５】（６）前記デコードされかつコピーされた
命令が頻繁に使用される命令である場合、それら命令を
キャッシュするステップ（６２０）をさらに含む（５）
記載の方法。 【００６６】（７）プログラム命令をデコードするシス
テムであって、プログラム命令をインタセプトする手段
と、関連する命令がデコードされかつキャッシュされて
いるか否かを判断する手段と、キャッシュされていない
前記プログラム命令をデコードしコピーする手段と、を
具備するシステム。 【００６７】（８）前記デコードされかつコピーされた
命令が頻繁に使用される命令であるか否かを判断する手
段をさらに具備する（７）記載のシステム。 【００６８】（９）少なくとも１つのアプリケーション
とコンピューティングシステムハードウェアとの間に存
在するダイナミック・エグゼキューション・レイヤ・イ
ンタフェース（ＤＥＬＩ）であって、いくつかのアプリ
ケーションコードフラグメントをキャッシュおよび実行
するように構成されたコアと、該コアのキャッシングお
よび実行機能に対するアクセスを提供するように構成さ
れたアプリケーションプログラミングインタフェース
と、前記コアの動作のためのポリシーを提供するように
構成されたシステム制御および構成レイヤと、を具備す
るＤＥＬＩ。 【００６９】（１０）アプリケーション命令をデコード
するように構成されたデコーディングマネージャをさら
に具備する（９）記載のＤＥＬＩ。 【００７０】本発明の特定の実施形態を、例示の目的の
ために上記説明および図面において詳細に開示したが、
当業者には、その変形および変更を、併出の特許請求の
範囲に示すような本発明の範囲から逸脱することなく行
うことができる、ということが理解されよう。例えば、
ＤＥＬＩを、デコーディングを提供しサービスを実行す
るのみであるものとして上に説明したが、あらゆる他の
サービスをＤＥＬＩによって同時に提供することができ
ることに留意されたい。例えば、ＤＥＬＩによって提供
されるデコーディングおよび実行サービスを、例えばク
ライアントによって促進されるハードウェアまたはソフ
トウェアエミュレーションを含む他のタスクを実行する
時に利用することができる。本開示は、かかる応用を含
むように意図されている。

【図面の簡単な説明】 【図１】アプリケーションおよびオペレーティングシス
テムに動的変換サービスを提供するためにコンピュータ
システム上で実行するダイナミック・エグゼキューショ
ン・レイヤ・インタフェース（ＤＥＬＩ）の実施例を示
すブロック図である。 【図２】図１に示すＤＥＬＩのコアの構成および動作例
のブロック図である。 【図３】図１に示すＤＥＬＩを実行することができるコ
ンピュータシステム例のブロック図である。 【図４】透過モードで動作中の図１に示すＤＥＬＩの実
施例を示すフローチャートである。 【図５】非透過モードで動作中の図１に示すＤＥＬＩの
実施例を示すフローチャートである。 【図６】デコーディングおよび実行サービスを提供する
ように動作中の図１に示すＤＥＬＩの実施例を示すフロ
ーチャートである。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B033 AA07 BA01 BA03 5B081 DD00

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 プログラム命令をデコードする方法であ
   って、 プログラム命令をインタセプトするステップと、 関連する命令がデコードされかつキャッシュされている
   か否かを判断するステップと、 関連する命令がキャッシュされていない場合、該プログ
   ラム命令をデコードしコピーするステップと、を含む方
   法。