JPH11265290A - プログラムロード方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】プログラム本体の数倍のロード作業メモリを確
保しなければ、プログラムをロードすることができない 【解決手段】予めロードアドレスを指定してリンクして
おいたオブジェクトコードを複数用意しておいて、ロー
ド時にその中から適切なアドレスのオブジェクトコード
を選択し、プログラムをロードする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】計算機の利用において、プロ
グラムをロードする方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】プログラムのオブジェクトコード形式に
は絶対アドレス形式と相対アドレス形式がある。絶対ア
ドレス形式とは、メモリ参照や分岐先が絶対アドレスで
指定されている形式である。CPUで直接実行できるのは
絶対アドレス形式のプログラムのみである。

【０００３】相対アドレス形式とは、メモリ参照や分岐
先がシンボル等の相対的な方式で指定されている形式で
ある。相対アドレス形式のプログラムは、CPUで直接実
行することができない。ローダーを通して、絶対アドレ
ス形式に変換してから実行する。相対アドレス形式のプ
ログラムは、絶対アドレス形式と異なり、ロードすると
きに配置アドレスを指定することができる。そのため、
メモリ上の配置を自由選べるという利点があり、現在、
の多くの計算機システムで採用されている。

【０００４】相対アドレス形式のプログラムファイル
は、プログラム本体と再配置情報からなる。再配置情報
は、プログラム本体を絶対アドレス形式に変換するとき
にローダーが参照する情報である。その概要は「日本コ
ンピュータ協会発行 John J.Donovan著 システム・プ
ログラム I 第5章ローダー」にある。プログラムファ
イルの形式のうちでもっとも広く使われているのはCOFF
（Common Object File Format）と呼ばれるファイル形
式である。詳細は「AT&T UNIX SYSTEM V Programmers R
eference Manual Chapter 4(File Formats)」に記述さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】相対アドレス形式ファ
イルを配置するローダーは、ファイルをすべて読み込ん
で、メモリ上に展開してから、絶対アドレス形式ファイ
ルへの変換する。相対アドレス形式ファイルは再配置情
報を持っているので、絶対アドレス形式ファイルの数倍
のサイズになることが多い。そのため、ローダーが動作
するには、プログラム本体の数倍の作業メモリを確保し
なくてはならない。作業メモリが確保できなければ、プ
ログラムファイルをロードすることができず、プログラ
ムを実行することもできない。

【０００６】発明の目的は、相対アドレス形式のファイ
ルをメモリ上に展開できるだけのメモリ資源を持たない
システムであっても、プログラムをロード及び実行でき
るようにする事である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】(1)従来の相対アドレス
形式ファイルを、命令本体と命令再配置情報を要素とし
て含むレコードの集合からなるプログラム形式に変換す
る。

【０００８】(2)ローダーは、上記(1)のプログラム形式
のファイルから1レコードずつ取り出し、絶対アドレス
形式に変換して、メモリ上に配置する。

【０００９】(3)上記(1)のプログラム形式のファイルが
単一の媒体に収まらない場合は、ファイルを分割し、複
数の媒体に分けて格納する。

【００１０】(4)ローダーは、上記(3)のように分割され
たファイルを順次ロードし、単一のプログラムに再構成
してメモリ上に配置する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図1に全体の構成を示す。ファイ
ル変換処理101は、相対アドレス形式のファイル100を入
力として受け取り、逐次変換可能相対アドレス形式ファ
イル104を出力する。逐次変換可能相対アドレス形式フ
ァイル104は、ディスク装置に格納することもできる
し、ICカードに格納することもできる。単一の媒体に収
まらない場合は、複数の媒体に分割して格納することも
できる。

【００１２】相対アドレス形式ファイル100のうち最も
一般的なフォーマットはCOFF形式である。逐次変換可能
相対アドレス形式ファイル104は、命令本体と命令再配
置情報を要素として含むレコードの集合からなる形式の
ファイルである。ファイル変換処理101は、102でまずレ
コードを作成する。レコードの作成方法には、再配置情
報を単位とする方法と、命令を単位とする方法がある。
次に作成したレコードをまとめてファイルに出力する。
ファイルが単一の媒体に収まらない場合は、ファイル分
割処理103で複数のファイルに分割する。ファイルを格
納する媒体にICカードを使う場合は、記憶容量の制限が
厳しいため、ファイルの分割が必要になることが多い。

【００１３】逐次配置ローダー102は、逐次変換可能相
対アドレス形式ファイル104を読み取り、絶対アドレス
形式のプログラムを出力する。絶対アドレス形式のプロ
グラムはメモリ上に直接配置して実行することができ
る。メモリに直接書き込んでも良いし、ファイルに落と
すこともできる。入力ファイルが複数ある場合は、順次
ロード処理を行って、単一の絶対アドレス形式プログラ
ムにして出力する。逐次配置ローダー104は、まずファ
イルヘッダを読み取り、命令配置アドレス決定106を行
う。このアドレスに基づいて、レコード配置処理107を
行い、絶対アドレス形式プログラム108を生成する。

【００１４】図2は、相対アドレス形式のオブジェクト
ファイルの一例を示している。この例は説明のために一
般的なCOFF形式のファイルに比べて簡略化されている。
相対アドレス形式のファイル200は大きく分けて、ファ
イルヘッダー201、コード領域202、再配置情報領域20
7、という3つの部分からなる。ファイルヘッダ201に
は、ファイルの属性や領域の配置等の情報が書かれてい
る。コード領域202には、命令列203,204,205,206が書か
れている。命令の中には、再配置処理の対象になるもの
とならないものがある。204,205は再配置対象外命令で
ある。コード領域に書かれている命令がそのまま絶対ア
ドレス命令になる。203,206は再配置対象命令である。
これらは、再配置情報208,209を元に、ロード時に絶対
アドレス命令に変換される。

【００１５】逐次変換可能相対形式のファイルフォーマ
ットは2種類考えられる。命令単位でレコードを作成す
る方式と、再配置情報単位でレコードを作成する方式で
ある。再配置情報単位でレコードを作成する方式から説
明する。

【００１６】図3の300は、再配置情報単位でレコードを
作成する逐次変換可能相対形式ファイルの一例を示して
いる。ファイル300は、ファイルヘッダー301とレコード
リスト302からなる。ファイルヘッダー301には、ファイ
ル識別情報とレコードを配置するオフセットが記述され
ている。レコードリスト302は、303,304等のレコードを
順に多数並べたリストである。

【００１７】レコードは、再配置情報と対応する再配置
対象命令と再配置対象外命令からなる。再配置情報と再
配置対象命令は常に1つあるが、再配置対象外命令は無
い場合もあるし、複数ある場合もある。レコード303の
場合、再配置情報208と再配置対象命令203があり、再配
置対象外命令は204,205の2つがある。レコード304は、
再配置情報209と再配置対象命令206を持っているが、再
配置対象外命令を持っていない。

【００１８】各レコードは、再配置情報と再配置対象命
令をレコード内に保持しているので、ローダーは1レコ
ードを読み込むと直ちに命令を配置することができる。

【００１９】図4の400,403は、再配置情報単位でレコー
ドを作成する逐次変換可能相対形式ファイルの分割の例
を示している。逐次変換可能相対形式のファイルはレコ
ードを単位として、任意のファイルに分割することがで
きる。レコードリスト302は、レコードリスト402とレコ
ードリスト405に分割され、それぞれファイル400とファ
イル403の要素になっている。

【００２０】ファイルヘッダーには、ファイル識別情報
とコード領域のオフセットが示してある。ファイルヘッ
ダー401には、ファイル識別情報のみが記述されてい
る。ファイル400は先頭ファイルなので、コード領域の
先頭から命令を配置すれば良い。ファイルヘッダー404
には、ファイル識別情報とコードのオフセットが記述さ
れている。ファイル403は２番目のファイルなので、先
頭ファイルの命令入るスペースを空けて配置しなくては
ならない。ヘッダー404から、コード領域先頭から16バ
イトの地点から命令を配置すれば良いことが判る。

【００２１】図5は、再配置情報単位でレコードを作成
する逐次変換可能相対形式ファイルを生成するファイル
変換の処理手順を示している。まず、500で相対アドレ
ス形式のファイルを読み込み、メモリ上に展開する。次
に、501で再配置情報領域を調べ、登録されている再配
置情報のエントリ数を調べる。そのエントリの数だけ逐
次変換可能相対形式のレコードを作成する。502で再配
置情報領域のエントリを走査し、再配置情報を逐次変換
可能相対形式のレコードに書き込む。次にコード領域の
命令をレコードに書き込む。このとき、再配置対象命令
と再配置対象外の命令では扱いが異なる。再配置対象命
令は、503で各レコードに1命令ずつ書き込まれる。再配
置対象外命令は、504で直前の再配置対象命令と同じレ
コードに組み込まれる。従って、再配置対象外命令が複
数書かれることもあれば、全く書かれないこともある。
最終的に全ての命令がレコードに書き込まれる。

【００２２】505で、逐次変換可能相対形式ファイルの
大きさを見積もる。ヘッダーの大きさは固定なので、レ
コードの占めるメモリでファイル全体の大きさを見積も
ることができる。ファイルの大きさが書き込む媒体の記
憶サイズに以内であれば、そのまま単一ファイルとして
扱う。媒体に収まりきらない場合は、506でレコードリ
ストを適当なところで分けて、複数ファイルに分割す
る。507で各ファイルの命令オフセット値を計算して、
ヘッダーを作成する。最後に508でレコードをファイル
に書き込む。

【００２３】機密性のあるプログラムの場合は、処理50
7でヘッダーに許可条件を記述しておく。さらに処理508
でレコードを暗号化してからファイルに書き込む。レコ
ード単位で暗号化しても良いし、レコードリスト全体で
暗号化しても良い。

【００２４】図6は、再配置情報単位でレコードを作成
する逐次変換可能相対形式ファイルを配置する逐次配置
ローダーの処理手順を示している。600で逐次配置可能
相対形式のファイルヘッダーを読む。601でその中のフ
ァイル属性を参照する。ヘッダーに許可情報が付いてい
る場合は、条件を調べ、条件に合致したら処理を続け
る。次にファイルが分割されているかどうか調べる。単
一ファイルであればそのまま処理を続ける。複数ファイ
ルに分割されている場合は、命令オフセットを調べる。
以後の処理107では、コード領域中のオフセット分だけ
ずらした位置から命令を配置していく。

【００２５】602でレコードを順番に走査していく。レ
コードが暗号化されている場合はここで復号化する。全
てのレコードを走査したら完了である。まず603でレコ
ードの再配置情報を取り出す。次に、604で再配置対象
命令を取り出し、先に読んだ再配置情報と合わせて、絶
対アドレス命令を生成する。605で生成した命令はメモ
リのコード領域に配置する。次に606で再配置対象外命
令を調べる。再配置対象外命令がなければ、次のレコー
ドに処理を移す。再配置対象外命令があれば、607,608
でそのままメモリのコード領域に配置する。命令を書い
たら次のレコードに処理を移す。

【００２６】処理が終わったら、メモリコード領域の配
置情報を調べる。単一ファイルの場合は全てのコード領
域が配置済みになっているはずである。プログラムが実
行可能になったことをシステムに通知する。複数ファイ
ルに分割されている場合は、全てのコード領域が配置済
みになっているとは限らない。全ての命令が配置された
ことが確認できたら、プログラムが実行可能になったこ
とをシステムに通知する。

【００２７】図7の700は、命令単位でレコードを作成す
る逐次変換可能相対形式ファイルの一例を示している。
ファイル700は、ファイルヘッダー701とレコードリスト
702からなる。ファイルヘッダー701には、ファイル識別
情報とレコードを配置するオフセットが記述されてい
る。レコードリスト702は、703,704,705,706等のレコー
ドを順に多数並べたリストである。

【００２８】レコードは、再配置情報と命令からなる。
命令が再配置対象命令の場合は再配置情報と命令を持つ
が、命令が再配置対象外命令は再配置が空になる。レコ
ード703,706の場合は、命令203,206が再配置対象命令な
ので、それぞれ再配置情報208,209を持っている。レコ
ード704,705は、命令204,205が再配置対象外命令なの
で、再配置情報は空である。

【００２９】各レコードは、配置に必要な情報をレコー
ド内に保持しているので、ローダーは1レコードを読み
込むと直ちに命令を配置することができる。

【００３０】図8の800,803は、命令単位でレコードを作
成する逐次変換可能相対形式ファイルを分割した例を示
している。逐次変換可能相対形式のファイルはレコード
を単位として、任意のファイルに分割することができ
る。レコードリスト702は、レコードリスト802とレコー
ドリスト805に分割され、それぞれファイル801とファイ
ル803の要素になっている。

【００３１】ファイルヘッダーには、ファイル識別情報
とコード領域のオフセットが示してある。ファイルヘッ
ダー801には、ファイル識別情報のみが記述されてい
る。ファイル800は先頭ファイルなので、コード領域の
先頭から命令を配置すれば良い。ファイルヘッダー804
には、ファイル識別情報とコードのオフセットが記述さ
れている。ファイル803は２番目のファイルなので、先
頭ファイルの命令入るスペースを空けて配置しなくては
ならない。ヘッダー804から、コード領域先頭から16バ
イトの地点から命令を配置すれば良いことが判る。

【００３２】図9は、命令単位でレコードを作成する逐
次変換可能相対形式ファイルを生成するファイル変換の
処理手順を示している。まず、900で相対アドレス形式
のファイルを読み込み、メモリ上に展開する。次に、90
1でコード領域を調べ、登録されている命令数を調べ、
そのエントリの数だけレコードを作成する。902で生成
したレコードに命令を登録する。903で再配置情報領域
のエントリを走査し、命令に対応した再配置情報がある
かどうか調べる。情報がなければ、その命令は再配置対
象外命令である。再配置情報の欄は空のままにしてお
く。情報があれば、再配置対象命令である。904でレコ
ードに再配置情報を登録する。

【００３３】最終的に全ての命令がレコードに書き込ま
れたら、905で逐次変換可能相対形式ファイルの大きさ
を見積もる。ヘッダーの大きさは固定なので、レコード
の占めるメモリでファイル全体の大きさを見積もること
ができる。ファイルの大きさが書き込む媒体の記憶サイ
ズに以内であれば、そのまま単一ファイルとして扱う。
媒体に収まりきらない場合は、906でレコードリストを
適当なところで分けて、複数ファイルに分割する。907
で各ファイルの命令オフセット値を計算して、ヘッダー
を作成する。最後に908でレコードをファイルに書き込
む。

【００３４】機密性のあるプログラムの場合は、処理90
7でヘッダーに許可条件を記述しておく。さらに処理908
でレコードを暗号化してからファイルに書き込む。レコ
ード単位で暗号化しても良いし、レコードリスト全体で
暗号化しても良い。

【００３５】図10は、命令単位でレコードを作成する逐
次変換可能相対形式ファイルを配置する逐次配置ローダ
ーの処理手順を示している。1000でファイルヘッダーを
読む。1001でファイル属性を参照を参照する。ヘッダー
に許可情報が付いている場合は、条件を調べ、条件に合
致したら処理を続ける。次にファイルが分割されている
かどうか調べる。単一ファイルであればそのまま処理を
続ける。複数ファイルに分割されている場合は、命令オ
フセットを調べる。以後の処理107では、コード領域中
のオフセット分だけずらした位置から命令を配置してい
く。

【００３６】次に1002でレコードを順番に走査してい
く。レコードが暗号化されている場合はここで復号化す
る。全てのレコードを走査したら完了である。まず1003
でレコードの再配置情報を見て、情報が書かれているか
どうか調べる。情報が空ならば、1004で命令をそのまま
メモリのコード領域に書き込む。再配置情報があった
ら、1005で再配置情報を読み、1006で再配置対象命令を
読む。再配置情報と命令を合わせて、絶対アドレス命令
を生成する。生成した命令は1007でメモリのコード領域
に書き込む。

【００３７】全てのレコードの処理が終わったら、メモ
リ中のコード領域の配置情報を調べる。単一ファイルの
場合は全てのコード領域が配置済みになっているはずで
ある。プログラムが実行可能になったことをシステムに
通知する。複数ファイルに分割されている場合は、全て
のコード領域が配置済みになっているとは限らない。全
てのファイルをロードして、全ての命令が配置されたこ
とが確認できたら、プログラムが実行可能になったこと
をシステムに通知する。

【００３８】図11は、再配置情報付き実行メモリイメー
ジを示している。プログラムはすべて実行可能な絶対ア
ドレス形式に変換されてメモリ上に配置される。一度、
絶対アドレス形式に変換されてしまうと、再配置情報が
失われてしまうので、もはや再配置を行うことはできな
い。絶対アドレス形式のコードを再配置するには、再配
置情報を別に格納しておかなくてはならない。

【００３９】1101はシステム上のメモリイメージを表し
ている。1103は、実行可能なアプリケーションのコード
領域である。1104,1105,1106,1107はコード領域中の命
令である。いずれの命令も配置済みの実行可能な命令で
ある。1109は命令の再配置情報を格納しているメモリ領
域である。208と209は再配置情報である。1110は、再配
置情報以外の付加的な情報を格納しておく領域である。
1109と1110はプログラムの実行には必要ない。コード領
域中のプログラムを再配置して、別のシステムにロード
するときに使用する。

【００４０】1102はシステム領域、1111は別のアプリケ
ーションの領域である。

【００４１】図12は、再配置情報付き実行メモリイメー
ジから別の端末にロードするときの手順を示している。
1201で、元の端末のメモリのコード領域を調べる。命令
がなければ終了である。1202でコード領域から命令を取
り出し、1203で対応する再配置情報があるかどうか調べ
る。再配置情報がなければ、1205でロード先の端末に命
令を転送する。再配置情報があれば、1204で命令の再配
置を実行し、処理が終わったら命令をロード先の端末に
転送する。

【００４２】命令の処理が終わったら1207に移る。新し
い端末にロードしたプログラムを再び別の端末にロード
するつもりがあるかどうか考える。別の端末にロードす
るつもりがないなら、このまま処理を終了して良い。ロ
ードするつもりならば、再配置情報を付けておかないと
別の端末にロードすることが出来ない。1007で、再配置
情報をロード先の端末に転送する。

【００４３】図13は、再配置済みプログラムファイルの
例を示している。ファイルは、プログラムの属性情報を
記述したファイルヘッダー1302と、複数のプログラム本
体1305から構成されている。プログラム本体1305は、ロ
ードアドレスフィールド１３０４と再配置済みオブジェ
クトフィールド１３０６を持っている。再配置済みオブ
ジェクトは、特定のアドレスを指定してオブジェクトを
再配置したもので、そのままメモリに書き込んで実行す
ることができる。ロードアドレス1304は、そのアドレス
を記述したフィールドである。

【００４４】再配置済みプログラムをロードする手順は
簡単である。まず、システムからプログラムのロードア
ドレスを取得する。次に、ファイル内のロードアドレス
フィールドを検索し、システムから得たアドレスと一致
するものを探す。一致するものがなければロードできな
い。一致するものがあれば、再配置済みオブジェクトを
取り出し、ロード先のメモリにそのまま書き込めば良
い。作業メモリはほとんど必要としない。

【００４５】ロードアドレスは予め用意しておいたもの
に限られてしまうが、一般に、計算機システムはメモリ
をある一定の大きさのブロックに区切って管理するの
で、その区画に合わせて再配置済みオブジェクトを用意
しておけば良い。フラッシュメモリ等のディバイスの場
合は、チップの仕様としブロックの区切りが決まってい
るので、用意すべきアドレスはさらに限られる。

【００４６】

【発明の効果】相対アドレス形式のファイルをメモリ上
に展開できるだけのメモリ資源を持たないシステムであ
っても、プログラムをロード及び実行することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】プログラムロード方法の全体構成。

【図２】相対アドレス形式ファイルの例。

【図３】再配置情報単位でレコードを作成した逐次変換
可能相対形式ファイルの例。

【図４】再配置情報単位でレコードを作成した逐次変換
可能相対形式ファイルの分割の例。

【図５】再配置情報単位でレコードを作成する逐次変換
可能相対形式ファイルを生成するファイル変換の処理手
順。

【図６】再配置情報単位でレコードを作成する逐次変換
可能相対形式ファイルを配置するローダーの処理手順。

【図７】命令単位でレコードを作成する逐次変換可能相
対形式ファイルの例。

【図８】命令単位でレコードを作成する逐次変換可能相
対形式ファイルの分割の例。

【図９】命令単位でレコードを作成する逐次変換可能相
対形式ファイルを生成するファイル変換の処理手順。

【図１０】命令単位でレコードを作成する逐次変換可能
相対形式ファイルを配置するローダーの処理手順。

【図１１】システム上の再配置情報付き実行メモリイメ
ージを表した図。

【図１２】再配置情報付き実行メモリイメージから別の
システムにプログラムをロードする処理手順。

【図１３】再配置済みプログラムファイルの例。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プログラムロード方法において、予めロー
   ドアドレスを指定してリンクしておいたオブジェクトコ
   ードを複数の記憶媒体に分割して記憶しておいて、ロー
   ド時にその中からアドレスの順にオブジェクトコードを
   格納した記憶媒体を選択し、プログラムをロードするこ
   とを特徴とするプログラムロード方法。
2. 【請求項２】請求項１のプログラムロード方法におい
   て、目的機械のフラッシュブロック境界やページ境界を
   リンクアドレスとして、プログラムファイルを作成する
   ことを特徴とするプログラムロード方法。