自己移転

コンピュータプログラミング において、自己再配置プログラムとは、実行時にアドレス依存の命令とデータを再配置するプログラムであり、そのため任意のアドレスでメモリにロードすることができます。 ^{[1] [2]}多くの場合、自己再配置コードは自己変更コードの一種でもあります。

自己再配置は、プログラムが外部ストレージからメイン メモリにコピーされるときにリンカー-ローダーによって使用される再配置プロセスに似ています。違いは、再配置を実行するのはオペレーティング システムまたはシェルのローダーではなく、ロードされたプログラム自体である点です。

自己再配置の 1 つの形式は、プログラムが命令のコードを単一のコンピュータのメイン メモリ内のある一連の場所から別の一連の場所にコピーし、その後プロセッサ制御をメモリのソース場所にある命令からメモリの宛先場所にある命令に転送するときに発生します。したがって、プログラムのアルゴリズムによって操作されるデータは、プログラムを定義するバイト シーケンスです。

静的自己再配置は通常、ロード時（オペレーティングシステムがソフトウェアをロードして制御を渡した後、初期化が完了する前）に発生しますが、実行時の後の段階でプログラムの構成を変更するときにも発生することがあります。^{[3] [4]}

たとえば、自己再配置は、IBM PC 互換機などのアーキテクチャ上のオペレーティング システムのブートストラップの初期段階でよく使用されます。この段階では、低レベルのチェーンブート ローダー(マスター ブート レコード(MBR)、ボリューム ブート レコード(VBR)、 DOSなどのオペレーティング システムの初期ブート段階など) が、次の段階をメモリにロードするために、自身を所定の場所から移動します。

CP/Mでは、デバッガのダイナミックデバッグツール（DDT）は、プログラムが実行される一時プログラム領域（TPA）を最大化するために、ページ境界の再配置を通じて利用可能なメモリの先頭に動的に再配置しました。^{[5] [6]}

1988年、 Zシステムの代替コマンドラインプロセッサZCPR 3.4は、埋め込みスタブを通じて自己再配置可能な、いわゆるタイプ4プログラムを導入しました。 ^{[7] [8] [9] [10] [11]}

DOSでは、アプリケーションで使用できるメモリを最大化するために、より高度なドライバや常駐システム拡張(RSX)、または終了して常駐するプログラム(TSR) によって、外部から提供される「高」ローダー ( LOADHIGH / HILOAD、INSTALLHIGH / HIINSTALL、DEVICEHIGH / HIDEVICEなど^[12] DOS 5 以降)よりも効率的に自分自身を上位メモリの「高」にロードすることで、アプリケーションで使用できるメモリを最大化するために、自己再配置が使用されることもあります。これは、オペレーティング システムがロードされるドライバの内部動作を認識していないため、初期化コードを含むブロックとしてドライバ全体を保持できる十分な大きさの空きメモリ領域にドライバをロードする必要があるためです。たとえ初期化コードが初期化後に解放されるとしてもです。TSR の場合、オペレーティング システムはプログラム セグメント プレフィックス(PSP) と環境セグメントも割り当てる必要があります。^[13]これにより、ドライバが最適な空きメモリ領域にロードされなかったり、上位にロードされなくなったりする可能性があります。これとは対照的に、自己再配置ドライバはどこにでも（コンベンショナルメモリを含む）ロードでき、その（通常ははるかに小さい）常駐部分のみを上位メモリの適切な空きメモリ領域に再配置できます。さらに、高度な自己再配置TSRは（オペレーティングシステムによって上位メモリにすでにロードされている場合でも）、独自のPSPセグメントとコマンドラインバッファーの大部分を再配置し、環境セグメントを解放して、結果として生じるメモリフットプリントをさらに削減し、断片化を回避できます。^[14]一部の自己再配置TSRは、元々TSRとしてロードされていた場合でも、その「性質」を動的に変更してデバイスドライバーに変形できるため、通常はメモリもいくらか解放されます。^[4]最後に、外部ローダーがドライバーを拡張メモリ(EMS)、高メモリ領域(HMA)、または拡張メモリ( DPMSまたはCLOAKING経由) に再配置することは技術的に不可能です。これらの方法では、再配置対象領域へのアクセスを調整するために、従来のメモリまたは上位メモリに小さなドライバー固有のスタブが残っている必要があるためです。 ^{[15] [nb 1] [nb 2]}また、デバイスドライバーの場合は、ドライバーのヘッダーが常に最初のメガバイトに残っている必要があるためでもあります。^{[15] [13]}これを実現するためには、ドライバーはこれらの地域への自力移転をサポートするように特別に設計されなければならない。^[15]

一部の高度な DOS ドライバには、デバイス ドライバ (オペレーティング システムによってオフセット +0000h にロードされる) と TSR (オフセット +0100h にロードされる) の両方が含まれており、共通のコード部分を内部でファットバイナリとして共有しています。^[13]共有コードが位置に依存しないように設計されていない場合は、再配置ローダーによって既に実行されているものと同様の何らかの形式の内部アドレス修正が必要です。これは、自己再配置の修正段階に似ていますが、コードはオペレーティング システムのローダーによって既にターゲットの場所にロードされています (ドライバ自体によって行われるのではなく)。

IBM DOS/360 には、ロード中にプログラムを再配置する機能がありませんでした。時には、異なるロード アドレス (パーティション) 用にそれぞれビルドされた、複数のバージョンのプログラムが維持されていました。自己再配置プログラムと呼ばれる特別なクラスのプログラムは、ロード後に自分自身を再配置するようにコーディングされていました。^[16] IBM OS/360 は、実行可能プログラムをメモリにロードするときに再配置しました。プログラムのコピーは 1 つだけ必要でしたが、一度ロードされるとプログラムは移動できませんでした (いわゆるワンタイム位置独立コード)。

（多数回の）自己再配置の極端な例として、動的自己再配置とも呼ばれるが、これは、例えばワームメモリテストで使用されるように、実行中でもメモリ内の固定アドレスに留まらないようにコンピュータプログラムを構築することが可能である。 [ ^{17] [18] [19] [20]} Apple Wormも動的自己再配置である。^[21]

• 動的なデッドコードの除去
• RPLOADER - DOS の起動中にリモート/ネットワーク ブート コードが自身を再配置するのを支援する DR-DOS API
• ガベージコレクション
• 自己複製
• 自己言及
• クワイン（コンピューティング）

• Harrell III, John B. (1983 年 10 月). 「DOSPLUS 3.5」. 80 Micro . Review (45). 1001001, Inc. : 160, 162, 164–168, 170. ISSN  0744-7868. ark:/13960/t8z906r42 . 2020 年 2 月 6 日閲覧。[20][21]
• Smith, Lee; Haines, Lionel (1989-02-02) [1987-08-14]. RISC OS アプリケーションイメージフォーマット (旧 Arthur イメージフォーマット) (技術メモ) (1.00 版). ケンブリッジ、英国: Acorn Computers Limited、プログラミング言語グループ。PLG-AIF。2017-08-30 にオリジナルからアーカイブ。2017-08-30に取得。
• ARM イメージ形式のプロパティ。1993 年。2017 年 8 月 31 日にオリジナルからアーカイブ。2017年 8 月 31 日に取得。
• Huck, Alex (2016-08-14). 「Nachladbare Treiber unter CP/M - PRL2COM」。Homecomputer DDR (ドイツ語)。2020-02-21 にオリジナルからアーカイブ。2020-02-21に取得。 Pohlers, Volker (2017-04-24) [2012-02-20, 2009, 2002, 1988-07-26, 1987-10-11]. 「PRL2COM」. Homecomputer DDR (ドイツ語)。 2020-02-21 にオリジナルからアーカイブ。 2020-02-21に取得。