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コンピュータプログラミングでは、トランポリンという単語にはさまざまな意味があり、一般的にはジャンプ命令（つまり、異なるコードパスへの移動）に関連付けられています。
低レベルプログラミング
トランポリン (間接ジャンプベクターと呼ばれることもあります) は、割り込みサービス ルーチン、I/Oルーチンなどを指すアドレスを保持するメモリ ロケーションです。実行はトランポリンにジャンプし、その後すぐに飛び出す、つまりバウンスするため、トランポリンと呼ばれます。トランポリンには多くの用途があります。
- トランポリンを使用すると、常に固定された場所でベクトルを見つけることを期待する中央処理装置(CPU) アーキテクチャによって課せられる制限を克服できます。
- 対称型マルチプロセッシング(SMP) マシンでオペレーティング システムが起動されると、ブートストラップ プロセッサという 1 つのプロセッサのみがアクティブになります。オペレーティング システムは、自身を構成した後、他のプロセッサにトランポリン コードにジャンプするように指示します。トランポリンはプロセッサを初期化し、オペレーティング システムがプロセッサ上でスレッドのスケジュールを開始するのを待機します。
高レベルプログラミング
- 一部のLisp実装で使用されているトランポリンは、サンクを返す関数を繰り返し呼び出すループです(継続渡しスタイル)。 1 つのトランポリンでプログラムのすべての制御転送を表現することができます。このように表現されたプログラムはトランポリン化、またはトランポリン スタイルで表現されます。プログラムをトランポリン スタイルに変換することをトランポリン化といいます。プログラマーは、トランポリン関数を使用して、スタック指向プログラミング言語で末尾再帰関数呼び出しを実装できます。[1]
- Javaでは、トランポリンは、イベントリスナーなどで内部クラスの使用を避けるためにリフレクションを使用することを指します。リフレクション呼び出しの時間オーバーヘッドは、内部クラスのスペースオーバーヘッドと引き換えられます。Java のトランポリンでは通常、外部クラスにイベントを渡すためにGenericListenerを作成します。 [2]
- Mono Runtimeでは、トランポリンはさまざまなタスクを実行するために使用される小さな手書きのアセンブリコードです。[3]
- 互換性のない呼び出し規約を持つコード部分をインターフェイスする場合、トランポリンを使用して、呼び出し元の規約を呼び出し先の規約に変換します。
- 組み込みシステムでは、トランポリンは他のコードスニペットを起動する短いコードスニペットです。たとえば、割り込みハンドラをすべてアセンブリ言語で記述するのではなく、割り込みハンドラの大部分をCで記述し、短いトランポリンを使用してアセンブリ言語の割り込み呼び出し規約をCの呼び出し規約に変換するという方法もあります。[4]
- C関数を呼び出すことを期待するシステムにコールバックを渡すが、 C++で記述されたクラスの特定のインスタンスのメソッドを実行させたい場合、短いトランポリンを使用してC 関数呼び出し規約を C++ メソッド呼び出し規約に変換します。このようなトランポリンを書く 1 つの方法は、サンクを使用することです。[5]別の方法は、汎用リスナーを使用することです。[2]
- Objective-Cでは、トランポリンは、送信されたすべてのメッセージをキャプチャして具体化し、それらのメッセージを別のオブジェクトに「バウンス」するメソッドによって返されるオブジェクトです（たとえば、高階メッセージング） 。[6]
- GCC コンパイラでは、トランポリンはオプションが有効な場合にネストされた関数へのポインタを実装する手法を指します。 [7]トランポリンは、ネストされた関数のアドレスが取得されたときにスタック上にオンザフライで構築される小さなコードです。トランポリンは静的リンク ポインタを設定し、これによりネストされた関数は外側の関数のローカル変数にアクセスできるようになります。関数ポインタは、トランポリンのアドレスになります。これにより、コード アドレスと静的リンクの両方を保持するネストされた関数に「ファット」関数ポインタを使用する必要がなくなります。 [8] [9] [10]ただし、これはセキュリティ上の理由からスタックを実行不可にしたいという要望と矛盾します。
-ftrampolines - 難解なプログラミング言語 Befungeでは、トランポリンは制御フロー内の次のセルをスキップする命令です。
実行不可スタック
トランポリンの実装によっては、非実行スタック(NX スタック) が失われることがあります。特にGNU コンパイラ コレクション(GCC) では、ネストされた関数は実行時にスタック上にトランポリンを構築し、スタック上のデータを通じてネストされた関数を呼び出します。トランポリンを実行するには、スタックが実行可能である必要があります。
GCC では、非実行スタックとネストされた関数は相互に排他的です。プログラムの開発でネストされた関数が使用されると、NX スタックは暗黙的に失われます。GCC は、-Wtrampolinesこの状態を警告するために警告を提供します。
セキュア開発ライフサイクルを使用して設計されたソフトウェアでは、NXスタックが失われるため、ネストされた関数の使用が許可されないことがよくあります。[11]
参照
参考文献
- ^ Baker, Henry G. (1995年9月). 「CONS Should Not CONS Its Arguments, Part II: Cheney on the MTA」ACM SIGPLAN Notices . 30 (9): 17– 20. doi :10.1145/214448.214454. S2CID 20720831. 2016年11月11日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ ab Muller, Hans (2005-01-31). 「GUI の制御のアサート: コマンド、デフォルト、およびリソース バンドル」. today.java.net . Trampolines . 2015-11-06に取得。[1]
- ^ 「トランポリン」。モノプロジェクト。2022年10月8日。
- ^ Link, Joseph M. (2001-09-01). 「組み込みシステム用トランポリン: 割り込みハンドラーのレイテンシを最小化する」Dr. Dobb's Journal。2018-05-27 にオリジナルからアーカイブ。2018-05-26に取得。
- ^ Stangvik, Einar Otto (2006-08-16). 「C++ による Win32 での Thunking」。2012-10-15 時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Weiher, Marcel (2004). 「Higher Order Messaging (HOM)」(PDF) 。 2018年5月27日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。2018年5月26日閲覧。
- ^ fuz (2011-11-18). 「ネストされた関数の実装」. StackOverflow . 2016-03-29 にオリジナルからアーカイブ。2018-05-26に取得。
- ^ 「ネストされた関数のトランポリン」。GNUコンパイラ コレクション (GCC) の使用。2018 [2002]。18.11。2018 年 5 月 27 日のオリジナルからアーカイブ。2018年 5 月 26 日閲覧。
- ^ 「ネストされた関数」。GNUコンパイラ コレクション (GCC) の使用。2018 [2002]。6.4。2018 年 5 月 27 日のオリジナルからアーカイブ。2018年 5 月 26 日閲覧。
- ^ Breuel, Thomas M. (2013). 「Lexical Closures for C++」(PDF)。2017 年 12 月 12 日のオリジナルからアーカイブ(PDF) 。2018年 5 月 26 日閲覧。
- ^ Walton, Jeffrey; Manico, Jim; Wall, Kevin (2018-03-02) [2013]. 「C ベースのツールチェーンの強化」。The Open Web Application Security Project (OWASP)。2018 年 5 月 27 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年 3 月 2 日閲覧。