DE69532616T2 - Plattformunabhängiges Verfahren und System zum Laden eines Objekts und Objektdarstellers - Google Patents

Plattformunabhängiges Verfahren und System zum Laden eines Objekts und Objektdarstellers Download PDF

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    • G06F9/54—Interprogram communication

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Verwendung von Computersoftware auf Mehrfach-Computer-Plattformen, die unterschiedliche zugrundeliegende Maschinenbefehlssätze verwenden, und insbesondere ein Verfahren zum Verifizieren der Integrität der Computersoftware, die von einem Netzserver oder einer anderen Quelle erhalten wird.
  • 2. Stand der Technik
  • JP-A-63282867 beschreibt ein Datendatei-Übertragungssystem, bei dem die Datentypinformationen zusammen mit einer Datendatei übertragen werden, um der Client-Software zu ermöglichen, die Daten in der Datendatei unter Verwendung dieser Datentypinformationen anzuzeigen.
  • Wie in 1 allgemein gezeigt, kann in einem typischen vernetzten Computersystem 100 des Standes der Technik ein erster Computer 102 ein Computerprogramm 103 herunterladen, das sich auf einem zweiten Computer 104 befindet. In diesem Beispiel ist der erste Anwenderknoten 102 typischerweise eine Anwender-Workstation mit einer Zentraleinheit 106, einer Anwenderschnittstelle 108, einem Primärspeicher 110 (z. B. einem Schreib/Lese-Speicher) für die Programmausführung, einem Sekundärspeicher 112 (z. B. einer Festplatte) zum Speichern eines Betriebssystems 113, von Programmen, Dokumenten und anderen Daten, sowie einem Modem oder einer anderen Kommunikationsschnittstelle 114 zum Verbinden mit einem Computernetz 120, wie z. B. dem Internet, einem lokalen Netz oder einem Weitverkehrsnetz. Die Computer 102 und 104 werden häufig als "Knoten im Netz" oder "Netzknoten" bezeichnet.
  • Der zweite Computer 104 ist häufig ein Netzserver, kann jedoch eine zweite Anwender-Workstation sein, und enthält typischerweise die gleiche grundsätzliche Anordnung von Computerkomponenten wie der erste Computer.
  • Nachdem im Stand der Technik der erste Computer 102 eine Kopie eines Computerprogramms 103 vom zweiten Computer 104 heruntergeladen hat, stehen im Wesentlichen keine genormten Werkzeuge zur Verfügung, um den Anwender des ersten Computers 102 zu unterstützen, die Integrität der herunterge ladenen Programms 103 zu verifizieren. Insbesondere solange der Anwender des ersten Computers nicht den Quellcode des heruntergeladenen Programms untersucht, ist es praktisch unmöglich, Werkzeuge des Standes der Technik zu verwenden, um zu ermitteln, ob das heruntergeladene Programm 103 einen Stapelunterlauf oder einen Stapelüberlauf hervorruft, oder ob das heruntergeladene Programm 103 Dateien und andere Betriebsmittel auf dem Computer des Anwender beschädigt.
  • Ein zweites Problem bezüglich des Herunterladens von Computersoftware von einem Computer auf einen weiteren betrifft die Übertragung von Computersoftware zwischen Computerplattformen, die unterschiedliche zugrundeliegende Maschinenbefehlssätze verwenden. Es gibt einige Beispiele des Standes der Technik von plattformunabhängigen Computerprogrammen und von plattformunabhängigen Computerprogrammiersprachen. Was im Stand der Technik fehlt sind zuverlässige und automatisierte Softwareverifikationswerkzeuge, um den Empfängern solcher Software zu ermöglichen, die Integrität der übertragenen plattformunabhängigen Computersoftware zu verifizieren, die von einem Netzserver oder einer anderen Quelle erhalten wird.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft Verfahren zum automatischen Herunterladen von Software, die einem Objekt oder einer Datei zugeordnet ist, nachdem ein Anwender ein Objekt oder eine Datei zum Herunterladen von einem entfernten Ort ausgewählt hat. Zum Beispiel gibt es das weit verbreitete Merkmal des Internets, das bekannt ist als das "World Wide Web" (WWW). Wenn ein Dokument auf dem World Wide Web (WWW) des Internets betrachtet wird, kann eine Seite des Dokuments Referenzen auf andere Dokumente oder Objekte enthalten. Ein Anwender kann auf solche anderen Dokumente oder Objekte zugreifen, indem er ein gegebenes Objekt über einen zugeordneten Hyperlink (Hyperverknüpfung) auswählt. Ein solches Auswählen wird üblicherweise von einem Anwender durchgeführt in Verbindung mit einer graphischen Anwenderschnittstelle auf einem Workstation-Knoten durch Niederdrücken eines Knopfes auf einer Zeigevorrichtung, während die Zeigevorrichtung auf ein graphisches Abbild zeigt, das die Hyperlink-Auswahl darstellt. In Reaktion auf die Auswahl eines Hyperlinks öffnet anschließend das Netzzugriffsprogramm des Anwenders eine Verbindung zu dem Server, auf dem das bezeichnete Dokument des Objekts liegt (angegeben durch Daten, die im Hyperlink oder im Dokument oder Objekt eingebettet sind, das derzeit betrachtet wird), und lädt das bezeichnete Dokument oder das Objekt herunter. Wenn jedoch das heruntergeladene Dokument oder Objekt einen für das Netzzugriffsprogramm des Anwenders unbekannten Datentyp aufweist, ist der Anwender nicht fähig, das heruntergeladene Dokument zu betrachten oder anderweitig zu nutzen.
  • Wenn dies geschieht, versucht der Anwender häufig, einen Betrachter für das heruntergeladene Dokument oder Objekt aufzuspüren, indem er Verzeichnisse von Programmen auf dem Server, von dem das Dokument oder Objekt erhalten wurde, oder auf anderen Servern durchsucht. Wenn ein Betrachter gefunden worden ist, der mit der Computerplattform des Anwenders kompatibel ist, kann der Anwender den Betrachter herunterladen und anschließend diesen ausführen, um das vorher heruntergeladene Objekt zu betrachten. Es gibt jedoch einige signifikante Risiken für den Anwender, die mit dem Ausführen eines Betrachters von unbekanntem Ursprung verbunden sind. Zum Beispiel kann das heruntergeladene Betrachterprogramm eingebettete "Virus"-Programme enthalten, die die Integrität des Computers des Anwenders beeinträchtigen, oder das heruntergeladene Programm selbst kann auf Betriebsmittel zugreifen und/oder Informationen auf dem Computer des Anwenders zerstören, was den Wünschen des Anwenders entgegensteht. Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten, indem sie für ein automatisches Herunterladen von Betrachtern für Dokumente und Objekte und für die automatische Integritätsverifizierung dieser Programme sorgt, bevor der heruntergeladene Betrachter ausgeführt werden kann.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist ein "Klassenlader" zum Erhalten (d. h. Herunterladen) von Objekten und Objektbetrachtern von entfernten Computerknoten und zum Aktivieren lokal gespeicherter Objektbetrachter, um Objekte zu betrachten. Wenn ein Anwender ein zu betrachtendes Objekt auswählt, wie z. B. unter Verwendung des Hyperlink-Merkmals des World Wide Web, wird ein herkömmliches Herunterladen des entsprechenden Objekts eingeleitet. Der Klassenlader der vorliegenden Erfindung nutzt jedoch die am Anfang des Objektherunterladeprozesses gewonnenen Datentypinformationen, um zu ermitteln, ob ein Betrachter für das bezeichnete Objekt auf der Workstation des Anwenders verfügbar ist.
  • Wenn kein geeigneter Betrachter lokal verfügbar ist, lokalisiert der Klassenlader automatisch einen geeigneten Betrachter auf dem Server, von dem das Objekt heruntergeladen wird, oder auf irgendeinem anderen geeigneten Server, der der Workstation des Anwenders bekannt ist. Der Klassenlader lädt den lokalisierten Betrachter herunter und aktiviert anschließend eine Programmverifikationsprozedur, um die Integrität des heruntergeladenen Betrachters zu verifizieren, bevor der Betrachter ausgeführt wird. Sobald ein Betrachter verifiziert worden ist, wird der Betrachter zur lokalen Betrachterbibliothek des Anwenders hinzugefügt, das Herunterladen des betreffenden Objekts abgeschlossen und die Ausführung des Betrachters zum Betrachten des heruntergeladenen Objekts freigegeben.
  • Wenn kein geeigneter Betrachter lokalisiert werden kann, oder der einzige lokalisierte Betrachter nicht die Verifikationsprozedur passiert, wird das Herunterladen des betreffenden Objekts abgebrochen.
  • Die vorliegende Erfindung verifiziert die Integrität der Computerprogramme, die in einer Bytecode-Sprache geschrieben sind, die als die OAK-Sprache vertrieben wird und einen beschränkten Satz von datentypspezifischen Bytecodes verwendet. Alle verfügbaren Quellcode-Bytecodes in der Sprache sind entweder (A) Stapeldaten beanspruchende Bytecodes, die zugeordnete Datentypbeschränkungen für die Typen von Daten aufweisen, die von jedem solchen Bytecode verarbeitet werden können, oder (B) verwenden keine Stapeldaten, beeinflussen jedoch den Stapel, indem sie entweder Daten eines bekannten Datentyps auf den Stapel legen oder Daten vom Stapel ohne Rücksicht auf den Datentyp entfernen, oder (C) verwenden weder Stapeldaten noch fügen sie Daten zum Stapel hinzu.
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein Verifikationswerkzeug und ein Verfahren zum Identifizieren irgendeiner Befehlssequenz vor der Ausführung eines Bytecode-Programms, die versucht, Daten des falschen Typs für einen solchen Bytecode zu verarbeiten, oder zum Feststellen, ob die Ausführung irgendwelcher Bytecode-Befehle im spezifizierten Programm einen Unterlauf oder Überlauf des Operandenstapels hervorrufen würde, und zum Verhindern der Verwendung eines solchen Programms.
  • Die Bytecode-Programmverifikationseinrichtung der vorliegenden Erfindung enthält einen virtuellen Operandenstapel zum vorübergehenden Speichern von Stapelinformationen, die die in einem Programmoperandenstapel gespeicherten Daten angeben, während der Ausführung eines spezifizierten Bytecode- Programms. Die Verifikationseinrichtung verarbeitet das spezifizierte Programm durch sequentielles Verarbeiten jedes Bytecode-Befehls des Programms, Aktualisieren des virtuellen Operandenstapels, um die Anzahl, die Sequenz und die Datentypen der Daten anzuzeigen, die im Operandenstapel am jeweiligen Punkt im Programm gespeichert wurden. Die Verifikationseinrichtung vergleicht ferner die virtuellen Stapelinformationen mit Datentypbeschränkungen, die jedem Bytecode-Befehl zugeordnet sind, um zu ermitteln, ob während der Programmausführung der Operandenstapel Daten enthalten würde, die mit den Datentypbeschränkungen des Bytecode-Befehls inkonsistent sind, und ermittelt ferner, ob irgendwelche Bytecode-Befehle im spezifizierten Programm einen Unterlauf oder Überlauf des Operandenstapels hervorrufen würden.
  • Um eine genaue Analyse des Befehlssequenzflusses des Bytecode-Programms zu vermeiden und um das mehrfache Verifizieren von Bytecode-Befehlen zu vermeiden, werden alle Punkte im spezifizierten Programm, denen in der Ausführung unmittelbar zwei oder mehr unterschiedliche Bytecodes im Programm vorausgehen können, identifiziert (als Mehrfacheinsprungpunkte bezeichnet). Im Allgemeinen ist wenigstens einer der zwei oder mehr unterschiedlichen Bytecodes im Programm ein Sprung/Verzweigungs-Bytecode. Während der Verarbeitung des spezifizierten Programms nimmt die Verifikationseinrichtung einen "Schnappschuss" des virtuellen Operandenstapels unmittelbar vor jedem Mehrfacheinsprungpunkt auf (d. h. nach irgendeinem der vorangehenden Bytecode-Befehle), vergleicht diesen Schnappschuss mit dem Zustand des virtuellen Operandenstapels nach der Verarbeitung jedes der anderen vorangehenden Bytecodebefehle für denselben Mehrfacheinsprungpunkt, und erzeugt einen Programmfehler, wenn die Zustände des virtuellen Stapels nicht identisch sind.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingefügt sind und einen Teil derselben bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung, wobei:
  • 1 zwei über ein Netz verbundene Computer zeigt;
  • 2 zwei über ein Netz verbundene Computer zeigt, wobei wenigstens einer der Computer eine Sekundärspeichervorrichtung zum Speichern mehrerer Kopien eines Quellprogramms in unterschiedlichen ausführbaren Formen enthält;
  • 3 zwei über ein Netz verbundene Computer zeigt, wobei wenigstens einer der Computer eine Bytecode-Programmverifikationseinrichtung und einen Klassenlader entsprechend der vorliegenden Erfindung enthält;
  • 4 ein Flussdiagramm des Ladeprozesses zum Zugreifen auf ein Bytecode-Programm und einen in einem entfernten Server gespeicherten Betrachter gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 5 Datenstrukturen zeigt, die von einer Bytecode-Verifikationseinrichtung während der Verifizierung eines Bytecode-Programms gemäß der vorliegenden Erfindung gehalten werden;
  • 6 ein Flussdiagramm des Bytecode-Programmverifikationsprozesses in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
  • 7 ein Flussdiagramm des Bytecode-Programminterpretationsprozesses in der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden wird auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung genauer Bezug genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wird, ist klar, dass nicht beabsichtigt ist, dass die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt wird. Im Gegenteil soll die Erfindung Alternativen, Abwandlungen und Äquivalente abdecken, die im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sein können.
  • Wie bei einem verteilten Computersystem 200 in 2 gezeigt, ist ein erster Computerknoten 202 mit einem zweiten Computerknoten 204 über ein Computerkommunikationsnetz 216, wie z. B. das Internet, verbunden. Der erste Computerknoten 202 enthält eine Zentraleinheit 206, eine Anwenderschnittstelle 208, einen Primärspeicher (RAM) 210, einen Sekundärspeicher (Plattenspeicher) 212 und ein Modem oder eine andere Kommunikationsschnittstelle 214, die den ersten Computerknoten 202 mit dem Computerkommunikationsnetz 216 verbinden. Der Plattenspeicher 212 speichert Programme zur Ausführung durch den Prozessor 206 sowie Datendateien und andere Informationen.
  • Der zweite Computerknoten 204, der hier als ein Dateiserver oder als ein anderer Informationsserver konfiguriert angenommen wird, enthält eine Zentraleinheit 218, eine Anwenderschnittstelle 220, einen Primärspeicher (RAM) 222, einen Sekundärspeicher (Plattenspeicher) 224 und ein Modem oder eine andere Kommunikationsschnittstelle 226, die den zweiten Computerknoten mit dem Computerkommunikationsnetz 216 verbinden. Der Plattenspeicher 224 enthält ein Datei- und/oder Objektverzeichnis 228 (manchmal als Plattenverzeichnis oder Katalog bezeichnet) zum Lokalisieren von Informationen, die im Sekundärspeicher 224 gespeichert sind, Objekte 230, eine Betrachterbibliothek 232 und andere Programme 234 für die Ausführung durch den Prozessor 218 und/oder die Verteilung auf andere Computerknoten.
  • Der erste und der zweite Computerknoten 202 und 204 können unterschiedliche Computerplattformen und Betriebssysteme 236, 237 verwenden, so dass Objektcodeprogramme, die auf einem der beiden Computerknoten ausgeführt werden, auf dem anderen nicht ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann der Serverknoten 204 ein Sun-Microsystems-Computer sein, der ein Unix-Betriebssystem verwendet, während der Anwender-Workstation-Knoten 202 ein IBM-kompatibler Computer sein kann, der einen 80486-Mikroprozessor und ein Microsoft-DOS-Betriebssystem verwendet. Ferner können andere Anwender-Workstations, die mit demselben Netz verbunden sind und denselben Server 204 nutzen, eine Vielzahl unterschiedlicher Computerplattformen und unterschiedlicher Betriebssysteme verwenden.
  • In der Vergangenheit hat ein Server 204, der für die Verteilung von Software auf einem Netz mit Computern vieler Typen verwendet worden ist, mehrere unterschiedliche Bibliotheken (z. B. mehrere unterschiedliche Betrachterbibliotheken 232) von Software für alle unterschiedlichen Computerplattformtypen (z. B. Unix, Windows, DOS, Macintosh usw.) gespeichert. Um die Bedürfnisse der verschiedenen Systemanwender zu unterstützen, müsste ein Server dementsprechend sowohl mehrere Versionen desselben Computerprogramms (238 und 239) sowie mehrere Objektbetrachter (241 und 243) speichern, einen für jeden Computerplattformtyp. Unter Verwendung der vorliegenden Erfindung jedoch können viele verschiedene Anwender unterstützt werden durch die Verteilung einer einzelnen Bytecode-Version des Programms.
  • In 3 ist ein verteiltes Computersystem 250 gezeigt, das die Lehre der vorliegenden Erfindung verkörpert. Ein erster Computerknoten 252 ist mit einem zweiten Computerknoten 254 über ein Computerkommunikationsnetz 266, wie z. B. das Internet, verbunden. Wie beim Stand der Technik können wiederum ein erster und ein zweiter Computerknoten 252 und 254 unterschiedliche Computerplattformen und Betriebssysteme 255, 256 verwenden, so dass Objektcodeprogramme, die auf einem der beiden Computerknoten ausgeführt werden, auf dem anderen nicht ausgeführt werden können. Zum Beispiel kann der Serverknoten 254 ein Sun-Microsystems-Computer sein, der ein Unix-Betriebssystem verwendet, während der Anwender-Workstation-Knoten 252 ein IBM-kompatibler Computer sein kann, der einen 80486-Mikroprozessor und ein Microsoft-DOS-Betriebssystem verwendet, wie oben in Verbindung mit 2 beschrieben worden ist. Der erste Computerknoten 252 enthält eine Zentraleinheit 257, eine Anwenderschnittstelle 258, einen Primärspeicher (RAM) 260, einen Sekundärspeicher (Plattenspeicher) 262 und ein Modem oder eine andere Kommunikationsschnittstelle 264, die den ersten Computerknoten 252 mit dem Computerkommunikationsnetz 266 verbinden. Der Plattenspeicher 262 speichert Programme für die Ausführung durch den Prozessor 257, wobei wenigstens eines der Programme ein Bytecode-Programm 267 ist, das eine ausführbare Form aufweist. Zum Zweck dieser Beschreibung wird angenommen, dass der erste Computerknoten 252 das Bytecode-Programm 267 vom zweiten Computerknoten 254 über das Computerkommunikationsnetz 266 empfängt, dessen Einzelheiten im Folgenden in Verbindung mit dem Klassenlader genauer beschrieben werden.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist das Bytecode-Programm als eine OAK-Anwendung geschrieben, die dann, wenn sie kompiliert oder interpretiert wird, eine Serie ausführbarer Befehle ergibt. Eine Auflistung aller Quellcode-Bytecode-Befehle im OAK-Befehlssatz ist in Tabelle 1 gezeigt. Der OAK-Befehlssatz ist gekennzeichnet durch Bytecode-Befehle, die datentyp-spezifisch sind. Genauer, der OAK-Befehlssatz unterscheidet dieselbe Basisoperation für unterschiedliche primitive Datentypen durch Zuweisen separater Opcodes. Dementsprechend sind mehrere Bytecodes innerhalb des Befehlssatzes enthalten, um dieselbe Grundfunktion auszuführen (um z. B. zwei Zahlen zu addieren), wobei jeder solcher Bytecodes verwendet wird, um nur Daten eines entsprechenden verschiedenen Datentyps zu verarbeiten. Außerdem ist der OAK-Befehlssatz gekennzeichnet durch nicht enthaltene Befehle. Es gibt z. B. keine "berechneten GOTO-Befehle" im OAK-Sprache-Befehlssatz, und es gibt keine Befehle zum Modifizieren von Objektreferenzen oder zum Erzeugen neuer Objektreferenzen (außer dem Kopieren einer existierenden Objektreferenz). Diese zwei Einschrän kungen des OAK-Befehlssatzes sowie andere tragen dazu bei, sicherzustellen, dass ein beliebiges Bytecode-Programm, das Daten in einer Weise verwendet, die mit datentypspezifischen Befehlen im OAK-Befehlssatz konsistent ist, nicht die Integrität des Computersystems eines Anwenders verletzt.
  • In der bevorzugten Ausführungsform sind die verfügbaren Datentypen Ganzzahl, lange Ganzzahl, kurze Ganzzahl (vorzeichenbehaftete 16-Bit-Ganzzahl), Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit, Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit, Byte, Zeichen und Objektzeiger (hier manchmal als Objektreferenz bezeichnet). Der "Objektreferenz"-Datentyp enthält eine virtuell unbegrenzte Anzahl von Datenuntertypen, da jeder "Objektreferenz"-Datentyp eine Objektklassenspezifikation als Teil des Datentyps enthalten kann. Außerdem sind die in Programmen verwendeten Konstanten ebenfalls datentypisiert, wobei die verfügbaren Konstanten-Datentypen in der bevorzugten Ausführungsform die oben erwähnten Datentypen umfassen, zusätzlich zu Klasse, Feldreferenz, Verfahrensreferenz, Kette und Asciz, die alle zwei oder mehr Bytes mit einem speziellen Zweck darstellen.
  • Die wenigen Bytecodes, die datentypunabhängig sind, führen Stapelmanipulationsfunktionen aus, wie z. B. (A) Duplizieren eines oder mehrerer Wörter auf dem Stapel und Platzieren derselben an speziellen Orten innerhalb des Stapels, wodurch mehr Stapelelemente des bekannten Datentyps erzeugt werden, oder (B) Löschen eines oder mehrerer Elemente vom Stapel. Einige andere datentypunabhängige Bytecodes verwenden keine Wörter auf dem Stapel und lassen den Stapel unverändert, oder fügen dem Stapel Wörter hinzu, ohne irgendwelche vorher auf dem Stapel befindlichen Wörter zu verwenden. Diese Bytecodes besitzen keine Datentypbeschränkungen bezüglich der Stapelinhalte vor ihrer Ausführung, modifizieren jedoch alle Stapelinhalte in einer vollständig vorhersagbaren Weise bezüglich der Datentypen der Elemente im Stapel. Als Ergebnis kann die Anzahl der Operanden im Stapel und der Datentyp aller Operanden im Stapel zu allen Zeitpunkten mit 100% Zuverlässigkeit vorhergesagt (d. h. berechnet) werden.
  • Der zweite Computerknoten 254, der hier als ein Dateiserver oder als ein anderer Informationsserver konfiguriert angenommen wird, enthält eine Zentraleinheit 268, eine Anwenderschnittstelle 270, einen Primärspeicher (RAM) 272, einen Sekundärspeicher (Plattenspeicher) 274 und einen Modem oder eine andere Kommunikationsschnittstelle 276, die den zweiten Computerknoten mit dem Computerkommunikationsnetz 266 verbinden. Der Plattenspeicher 274 umfasst ein Verzeichnis 280, Objekte 282, die ein erstes Objekt 283, eine Betrachterbibliothek 284 und Programme 286 enthalten zur Ausführung durch den Prozessor 268 und/oder zur Verteilung an andere Computerknoten, wobei wenigstens eines von diesen das Bytecode-Programm 267 für die Übertragung zum Computerknoten 252 ist.
  • Wie in 3 gezeigt, speichert der erste Computerknoten 252 in seinem Sekundärspeicher 262 ein Klassenladerprogramm 296 zum Wiedergewinnen (d. h. Herunterladen) von Objekten und Objektbetrachtern von anderen Computerknoten und zum Aktivieren lokal gespeicherter Objektbetrachter zum Betrachten von Objekten. Der Klassenlader 296 prüft ferner automatisch (am Ort des Workstation-Knotens des Endanwenders) die heruntergeladenen Objektbetrachter, um die Integrität jedes Betrachters zu prüfen, bevor er vom jeweiligen Anwender ausgeführt wird.
  • Zum Zweck dieses Dokuments kann ein "Objekt", das unter Verwendung eines zugeordneten Betrachters "betrachtet" werden kann, entweder (A) ein Nur-Daten-Typ von Objekt sein, wie z. B. eine Datei oder eine andere Datenstruktur, die Daten eines spezifischen Typs oder Formats enthält, wie z. B. JPEG-, GIF-, MPEG- oder MPEG2-Daten, ohne irgendein eingebettetes Verfahren oder eine Software aufzuweisen, oder (B) ein ein Verfahren speicherndes Objekt sein, wie z. B. eine Datei oder eine andere Datenstruktur, die ein oder mehrere eingebettete Verfahren sowie optional Daten enthält. Zum Beispiel können unterschiedliche Betrachter erforderlich sein zum Betrachten von Nur-Daten-Objekten, die unterschiedliche Bilddatentypen speichern, wie z. B. JPEG und GIF, und zum Betrachten von Nur-Daten-Objekten, die unterschiedliche Videoprogrammtypen speichern, wie z. B. MPEG und MPEG2. Andere Beispiele können unterschiedliche Betrachter sein zum Betrachten von Schaubildern von Daten, Betrachter mit eingebauter Datenentschlüsselungssoftware zum Betrachten verschlüsselter Daten (wenn der Entschlüsselungsschlüssel dem Anwender bekannt ist) und dergleichen.
  • Außerdem können unterschiedliche Betrachter erforderlich sein für ein Verfahren speichernde Objekte, die unterschiedliche interne Programmtypen verwenden. Zum Beispiel können unterschiedliche interne Programmtypen in verschiedenen ein Verfahren speichernde Objekte unterschiedliche Skriptsprachen verwenden oder können die Verfügbarkeit unterschiedlicher Bibliotheken von Hilfsprogrammen annehmen, wodurch unterschiedliche Betrachter erforderlich sind.
  • Ein "Betrachter" (manchmal als Interpreter bezeichnet) decodiert Daten und/oder Befehle in einem spezifizierten Objekt und führt im Allgemeinen alle Berechnungen und Operationen aus, die erforderlich sind, um Objekte eines bestimmten Datentyps oder einer Klasse nutzbar zu machen. In der vorliegenden Erfindung sind solche Objektbetrachter Bytecode-Programme, die in einer Quellcode-Bytecode-Sprache geschrieben sind, so dass die Integrität jedes Objektbetrachters unabhängig von einem Endanwender geprüft werden kann durch Ausführen einer Bytecode-Programmverifikationseinrichtung 240. Die Bytecode-Programmverifizierung wird im Folgenden genauer beschrieben.
  • Es ist zu beachten, dass ein verteiltes Computersystem 250 plattformunabhängige Objektbetrachter gemäß der vorliegenden Erfindung sowie andere Objektbetrachter enthalten kann, die nicht plattformunabhängig sind und die nicht unter Verwendung der Bytecode-Programmverifikationseinrichtung 240 und des Klassenladers 296, die Werkzeuge der vorliegenden Erfindung sind, verifiziert werden können. In einem solchen Hybridsystem werden die Vorteile der automatisierten Betrachterintegritätsverifizierung der vorliegenden Erfindung für Bytecode-Betrachterprogramme verwirklicht, jedoch nicht für die anderen Betrachterprogramme.
  • Der Klassenlader 296 ist ein ausführbares Programm zum Laden und Verifizieren von Objekten und Objektbetrachtern von einem entfernten Server. Wenn z. B. ein Dokument auf dem World Wide Web (WWW) des Internets betrachtet wird, kann eine Seite des Dokuments Referenzen auf andere Dokumente oder Objekte enthalten. Ein Anwender kann auf solche andere Dokumente oder Objekte zugreifen durch Auswählen eines gegebenen Objekts über einen zugehörigen Hyperlink. Eine solche Auswahl wird üblicherweise von einem Anwender in Verbindung mit einer graphischen Anwenderoberfläche auf einem Workstation-Knoten durchgeführt, indem ein Knopf auf einer Zeigevorrichtung niedergedrückt wird, während die Zeigevorrichtung verwendet wird, um auf ein graphisches Abbild zu zeigen, das die Hyperlink-Auswahl darstellt.
  • Während des Auswahlprozesses kann das Dokument oder Objekt, das derzeit betrachtet wird, Referenzen auf andere Dokumente oder Objekte enthalten, einschließlich solcher mit einem Datentyp, der für die Workstation des Anwenders unbekannt ist. Der Klassenlader der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um sowohl einen Betrachter zu lokalisieren, der einem "fremden" Daten typ zugeordnet ist, als auch um die Programmintegrität aller heruntergeladenen Bytecode-Programme vor ihrer Ausführung durch den Anwender zu verifizieren.
  • Der Klassenlader 296 führt drei Hauptfunktionen aus. Zuerst prüft der Klassenlader die Datentypen der heruntergeladenen Objekte (und ihrer zugeordneten Bytecode-Programme), um zu ermitteln, ob die Anwender-Workstation einen zugeordneten Betrachter in einer "Betrachterbibliothek" 298 in ihrem eigenen lokalen Speicher 262 besitzt. Zweitens, wenn der Klassenlader keinen geeigneten Betrachter lokalisieren kann, führt er eine Suchroutine sowohl auf dem Quellenserver als auch auf anderen Servern aus, die er kennt, um den geeigneten Betrachter zu lokalisieren und herunterzuladen. Wenn kein Betrachter lokalisiert werden kann, wird das Objekt und/oder das Bytecode-Programm, die heruntergeladen worden sind, für die Suche nach einem geeigneten Betrachter verworfen. Schließlich aktiviert der Klassenlader nach dem Lokalisieren des geeigneten Betrachters auf einer entfernten Quelle die Ausführung einer Bytecode-Verifikationseinrichtung 240, um den heruntergeladenen Betrachter vor der Ausführung des Betrachters in Verbindung mit einem Bytecode-Programminterpreter 242 oder der Kompilierung durch einen Bytecode-Programmcompiler 244 zu prüfen. Nach der Verifizierung kann der heruntergeladene Betrachter in der lokalen Betrachterbibliothek 298 des Anwenders gespeichert werden.
  • Mit Bezug auf die 3 und 4 und den Anhang 1 wird die Ausführung des Klassenladerprogramms 296 genauer beschrieben hinsichtlich der Wiedergewinnung eines Bytecode-Programms über ein zugehöriges Objekt. Der Anhang 1 listet eine Pseudocode-Darstellung des Klassenladerprogramms auf. Der im Anhang 1 verwendete Pseudocode ist im Wesentlichen eine Computersprache, die universale Computersprachenkonventionen verwendet. Obwohl der hier verwendete Pseudocode nur für die Zwecke dieser Beschreibung erfunden worden ist, ist er so beschaffen, dass er leicht von einem beliebigen Computerprogrammierer vom Fach verstanden werden kann.
  • Wie in 4 gezeigt, beginnt die Anwender-Workstation 252 einen Herunterladeprozess durch Öffnen (304) einer Verbindung zu einem Server 254, der ein herunterzuladendes Objekt 283 enthält. Der Klassenlader 296 leitet die Übertragung des Objekt-Bytecode-Programms ein (306) durch Hyperlink-Auswahl des Objekts, woraufhin der Server 254 einen "Hantierer" für das bezeichnete Objekt zur Anwender-Workstation 252 überträgt. Der Hantierer wird vor dem Körper des bezeichnenden Objekts wiedergewonnen und enthält Informationen bezüglich der Eigenschaften des bezeichneten Objekts, einschließlich des Objektdatentyps (manchmal als Objektklasse bezeichnet).
  • Eine erste Prüfung (308) wird durchgeführt, um zu ermitteln, ob der dem wiederzugewinnenden Objekt zugeordnete Datentyp dem System des Anwenders bekannt ist. Genauer, der Klassenlader durchsucht eine Betrachterbibliothek 298, die im Sekundärspeicher 262 der Anwender-Workstation 252 vorhanden ist, um zu ermitteln, ob ein geeigneter Betrachter für die Objekte des ermittelten Datentyps verfügbar ist. Die Betrachterbibliothek 298 enthält eine Auflistung aller Datentyp-Betrachter, die derzeit für die Anwender-Workstation zur Verfügung stehen, sowie deren entsprechende Orte im Speicher. Auf diese Weise führt der Klassenlader eine Vorverarbeitung für das herunterzuladende Objekt während der anfänglichen Quittierung durch, um eine Kompatibilität mit der Anwender-Workstation-Plattform vor dem wirklichen Herunterladen des Körpers des bezeichneten Objekts festzustellen. Wenn ein geeigneter Betrachter lokalisiert wird, schließt der Klassenlader (310) das Herunterladen des bezeichneten Objekts ab.
  • Wenn kein geeigneter Betrachter innerhalb der Betrachterbibliothek 298 lokalisiert wird, was anzeigt, dass das ausgewählte Objekt einen Datentyp aufweist, der der Anwender-Workstation 252 nicht vertraut ist, führt der Klassenlader eine Suche nach einem geeigneten Betrachter durch. In den meisten Fällen ist der erste Ort zum Suchen nach einem geeigneten Betrachter derselbe Server, auf dem das ausgewählte Objekt gespeichert ist. Somit öffnet der Klassenlader (312) eine zweite Verbindung zu demselben Server, der die Quelle des bezeichneten Objekts ist, und fordert einen Betrachter für den angegebenen Datentyp an (314). Wenn der Server den geeigneten Betrachter enthält, wird der Betrachter in die Workstation des Anwenders heruntergeladen (315).
  • Nach Abschluss des Herunterladens, wenn der heruntergeladene Betrachter ein Bytecode-Programm (316) ist, leitet der Klassenlader eine Verifizierung (317) des Betrachterprogramms ein durch Aktivieren der Bytecode-Programmverifikationseinrichtung 240. Die Bytecode-Programmverifikationseinrichtung 240 ist ein ausführbares Programm, das die Operandendatentypkompatibilität und richtige Stapelmanipulationen in einem spezifizierten Bytecode-(Quell)-Programm vor der Ausführung des Bytecode-Programms durch den Prozessor 257 prüft. Die Operation des Bytecode-Verifikationseinrichtungsprogramms 240 wird im Folgenden genauer beschrieben. Wenn die Verifizierung erfolgreich ist (318), speichert (319) die Betrachtersuchvorrichtung den verifizierten Objektbetrachter in der Betrachter bibliothek 298 und aktualisiert das Verzeichnis in der Bibliothek, um die Verfügbarkeit des neuen Datentypbetrachters wiederzugeben. Wenn die Verifizierung nicht erfolgreich ist, wird der heruntergeladene Betrachter gelöscht (320).
  • Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben das automatische Herunterladen unter Verwendung sowohl verifizierbarer als auch nicht verifizierbarer Objektbetrachter. In diesen Ausführungsformen wird nach dem Herunterladen eines Objektbetrachters (315) dann, wenn der heruntergeladene Betrachter kein Bytecode-Programm (316) ist, eine Ermittlung durchgeführt (321), ob der Objektbetrachter akzeptiert werden soll. Zum Beispiel kann der Anwender gefragt werden, ob er den Objektbetrachter akzeptiert, oder eine Vorgabeentscheidung zum Akzeptieren oder Nichtakzeptieren solcher Objektbetrachter kann in einer Konfigurationsdatei enthalten sein. Wenn der nicht verifizierbare Objektbetrachter akzeptiert wird, wird er in der Betrachterbibliothek (319) gespeichert, wobei dann, wenn er nicht akzeptiert wird, der heruntergeladene Betrachter gelöscht wird (320).
  • Wenn die Schritte 308 und 314 keinen für die Verwendung mit dem ausgewählten Objekt geeigneten Betrachter lokalisieren können, da weder der Server noch die Anwender-Workstation einen geeigneten Betrachter enthalten, erweitert der Klassenlader seine Suche auf andere Server-Sites oder entfernte Anwender-Workstations (z. B. eine bekannte Serverliste 327), die der Workstation des Anwenders bekannt sind (Schritt 322 und 323). In 3 ist ein zweiter Server 324 gezeigt, der einen Sekundärspeicher 325 mit einer Betrachterbibliothek 326 enthält. Wenn der geeignete Betrachter in der Betrachterbibliothek 326 des zweiten Servers 324 lokalisiert wird, lädt der Klassenlader das Betrachterprogramm herunter und verifiziert es, entsprechend den oben erwähnten Schritten 315–321. Der Klassenlader wiederholt diesen Prozess und prüft abwechselnd die Server, bis alle bekannten Betriebsmittel erschöpft sind oder ein geeigneter Betrachter lokalisiert und verifiziert ist. Wenn schließlich kein geeigneter Betrachter lokalisiert werden kann, wird das Herunterladen des betreffenden Objekts abgebrochen und eine Anwendernachricht erzeugt, um den Anwender darüber zu informieren, dass kein Betrachter für das bezeichnete Objekt lokalisiert werden konnte (328).
  • Wie oben angegeben ist, wird in dem Fall, dass ein geeigneter Objektbetrachter bereits in der Betrachterbibliothek 298 auf der Workstation des Anwenders gespeichert war (308) oder erfolgreich heruntergeladen, verifiziert und der Betrachterbibliothek des Anwenders hinzugefügt wurde, das Laden des ausge wählten Objekts abgeschlossen (310). Wenn das heruntergeladene Objekt eines oder mehrere eingebettete Bytecode-Programme (330) enthält und daher ein ein Verfahren speicherndes Objekt ist, werden die Bytecode-Programme im heruntergeladenen Objekt verifiziert (332) durch Aktivieren der Ausführung der Bytecode-Verifikationseinrichtung für diese eingebetteten Programme. Wenn die Verifikationseinrichtung einen "Erfolg"-Rückgabecode nach der Verarbeitung der eingebetteten Programme erzeugt (334), wird das heruntergeladene Objekt mit dem zugehörigen Objektbetrachter betrachtet (335). Wenn die Verifikationseinrichtung die Verarbeitung des eingebetteten Programms abbricht aufgrund der Erfassung eines Programms, das mit den Anforderungen der Verifikationseinrichtung nicht konform ist (334), wird das heruntergeladene Objekt gelöscht (336) und eine entsprechende Anwendernachricht erzeugt.
  • Für den Fall, dass das heruntergeladene Objekt keine eingebetteten Bytecode-Programme enthält (330), werden die Schritte 332–334 ausgelassen und das Objekt wird mit dem geeigneten Betrachter (335) betrachtet.
  • Wie wiederum in 3 gezeigt ist, speichert der erste Computerknoten 252 ferner in seinem Sekundärspeicher 262 ein Bytecode-Verifikationseinrichtungsprogramm 240 zum Prüfen der Integrität der spezifizierten Bytecode-Programme, sowie einen Bytecode-Interpreter 242 zum Ausführen spezifizierter Bytecode-Programme. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Computerknoten 252 einen Bytecode-Compiler 244 speichern zum Umsetzen eines verifizierten Bytecode-Programms in ein Objektcodeprogramm für eine effizientere Ausführung des Bytecode-Programms als durch den Interpreter 242.
  • Die Bytecode-Verifikationseinrichtung 240 ist ein ausführbares Programm, das die Operandendatentypkompatibilität und die geeigneten Stapelmanipulationen in einem spezifizierten Bytecode-(Quell)-Programm prüft vor der Ausführung des Bytecode-Programms durch den Prozessor 257 unter der Steuerung des Bytecode-Interpreters 242 (oder vor der Kompilierung des Bytecode-Programms durch den Compiler 244). Jedes Bytecode-Programm 267 (einschließlich der heruntergeladenen Objektverifikationseinrichtung) besitzt einen zugeordneten Prüfstatuswert 302, der anfangs auf Falsch gesetzt wird, wenn das Programm von einem anderen Ort heruntergeladen wird. Der Prüfstatuswert 302 für das Programm wird von der Bytecode-Verifikationseinrichtung 240 nur auf Wahr gesetzt, nachdem das Programm verifiziert worden ist und durch keinen der Datentyp- und Stapelnutzungstests gefallen ist, die von der Verifikationseinrichtung 240 ausge führt werden.
  • Die Bytecode-Programmverifikationseinrichtung
  • Mit Bezug auf 5 wird im Folgenden die Ausführung der Bytecode-Programmverifikationseinrichtung 240 in Verbindung mit einem bestimmten Bytecode-Programm 340 erläutert. Die Verifikationseinrichtung 240 verwendet einige vorübergehende Datenstrukturen zum Speichern von Informationen, die sie während des Verifikationsprozesses benötigt. Genauer verwendet die Verifikationseinrichtung 240 einen Stapelzähler 342, einen virtuellen Stapel 344, ein virtuelles lokales Variablenfeld 345 und eine Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346.
  • Der Stapelzähler 342 wird von der Verifikationseinrichtung 240 aktualisiert, während sie die virtuellen Stapelmanipulationen verfolgt, um die aktuelle Anzahl von virtuellen Stapeleinträgen 344 wiederzugeben.
  • Der virtuelle Stapel 344 speichert Datentypinformationen bezüglich jedes Datums, das vom Bytecode-Programm 340 im Operandenstapel während der wirklichen Ausführung gespeichert wird. In der bevorzugten Ausführungsform wird der virtuelle Stapel 344 in derselben Weise wie ein regulärer Stapel verwendet, mit der Ausnahme, dass anstelle der Speicherung wirklicher Daten und Konstanten der virtuelle Stapel 344 einen Datentypindikatorwert für jedes Datum speichert, das während der wirklichen Ausführung des Programms im Operandenstapel gespeichert wird. Wenn somit z. B. während der wirklichen Ausführung des Stapels drei Werte zu speichern sind:
    Hantierer-für-ObjektA
    5
    1
    sind die entsprechenden virtuellen Stapeleinträge
    R
    I
    I
    wobei "R" im virtuellen Stapel eine Objektreferenz anzeigt und jedes "I" im virtuellen Stapel eine Ganzzahl anzeigt. Ferner würde der Stapelzähler 342 in diesem Beispiel einen Wert gleich 3 speichern, entsprechend den drei Werten, die im virtuellen Stapel 344 gespeichert sind.
  • Daten jedes möglichen Datentyps sind einem entsprechenden virtuellen Stapelmarkenwert zugeordnet, z. B.: Ganzzahl (I), lange Ganzzahl (L), Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit (F), Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit (D), Byte (B), Kurz (S) und Objektreferenz (R). Der Markenwert für eine Objektreferenz enthält häufig einen Objektklassenwert (z. B. R:Punkt, wobei "Punkt" eine Objektklasse ist).
  • Das virtuelle lokale Variablenfeld 345 dient derselben Grundfunktion wie der virtuelle Stapel 344. Das heißt, es wird verwendet, um Datentypinformationen für lokale Variablen zu speichern, die vom spezifizierten Bytecode-Programm verwendet werden. Da Daten häufig von Programmen zwischen lokalen Variablen und dem Operandenstapel übertragen werden, können die Bytecode-Befehle, die solche Datenübertragungen durchführen und anderweitig lokale Variablen verwenden, verifiziert werden, um sicherzustellen, dass die lokalen Variablen, auf die vom jeweiligen Bytecode-Befehl zugegriffen wird, konsistent mit den Datentypbenutzungsbeschränkungen dieser Bytecode-Befehle sind.
  • Im Betrieb verarbeitet die Verifikationseinrichtung 240 jeden Bytecode-Befehl, der das Abziehen eines Datums vom Stapel anfordert, und zieht dieselbe Anzahl von Datentypwerten vom virtuellen Stapel 344 ab. Die Verifikationseinrichtung vergleicht anschließend die vom virtuellen Stapel 344 "abgezogenen" Datentypwerte mit den Datentypanforderungen des Bytecode-Befehls. In ähnlicher Weise schiebt die Verifikationseinrichtung für jeden Bytecode-Befehl, der ein Schieben eines Datums auf den Stapel anfordert, einen entsprechenden Datentypwert auf den virtuellen Stapel.
  • Ein Aspekt der Programmverifizierung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verifizierung, ob die Anzahl und der Datentyp der Operanden im Operandenstapelstatus zu jedem Zeitpunkt identisch ist, zu dem ein bestimmter Befehl ausgeführt wird. Wenn einem bestimmten Bytecode-Befehl bei der Ausführung unmittelbar zwei oder mehr unterschiedliche Befehle vorausgehen können, muss der virtuelle Stapelstatus unmittelbar nach der Verarbeitung jedes dieser unterschiedlichen Befehle verglichen werden. Üblicherweise ist wenigstens einer der unterschiedlichen vorangehenden Befehle ein bedingter oder unbedingter Sprung- oder Verzweigungsbefehl. Eine logische Folge der oben erwähnten "Stapelkonsistenz"-Forderung ist, dass jede Programmschleife nicht zu einer effektiven Addition oder Reduktion der Anzahl der im Operandenstapel gespeicherten Operanden führen darf.
  • Die Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 wird verwendet, um "Schnappschüsse" des Stapelzählers 342 und des virtuellen Stapels 344 zu speichern, um einen effizienten Vergleich des virtuellen Stapelstatus an verschiedenen Punkten im Programm zu ermöglichen. Jeder gespeicherte Stapelschnappschuss besitzt die Form:
    SC, DT1, DT2, DT3, ..., DTn
    wobei SC der Stapelzählerwert ist, DT1 der erste Datentypwert im virtuellen Operandenstapel ist, DT2 der zweite Datentypwert im virtuellen Operandenstapel ist usw., bis DTn, welches der Datentypwert für das letztmögliche Element im virtuellen Operandenstapel ist.
  • Die Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 ist gegabelt in einen Verzeichnisabschnitt 348 und einen Schnappschuss-Speicherabschnitt 350. Der Verzeichnisabschnitt 348 wird verwendet, um Zielbefehlsidentifizierer zu speichern (z. B. die absolute oder relative Adresse jedes Zielbefehls), während der Schnappschussabschnitt 350 verwendet wird, um Schnappschüsse des virtuellen Stapels 344 zu speichern, die den Zielbefehlidentifizierern zugeordnet sind.
  • "Ziel"-Befehle sind so definiert, dass sie alle Bytecode-Befehle umfassen, die das Ziel eines Sprung- oder Verzweigungsbefehls sein können. Zum Beispiel enthält ein bedingter Verzweigungsbefehl eine Bedingung (die erfüllt sein kann, oder nicht) und eine Verzweigung, die anzeigt, an welchen Ort (Ziel) im Programm die Ausführung "springen" soll, falls die Bedingung erfüllt ist. Beim Auswerten eines bedingten Sprungbefehls nutzt die Verifikationseinrichtung 240 die Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346, um sowohl die Identität des Zielortes (im Verzeichnisabschnitt 348) als auch den Status des virtuellen Stapels 344 (im Schnappschussabschnitt 350) unmittelbar vor dem Sprung zu speichern. Die Operation der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 wird im Folgenden in Verbindung mit der Beschreibung der Ausführung des Bytecode-Verifikationseinrichtungsprogramms genauer beschrieben.
  • Wie vorher beschrieben worden ist, enthält das Bytecode-Programm 340 mehrere datentypspezifische Befehle, die jeweils von der Verifikationseinrichtung 240 der vorliegenden Erfindung ausgewertet werden. Das Bytecode-Programm 350 enthält Befehle für Stapelmanipulationen 352 und 354 (Schieben einer ganzen Zahl auf den Stapel und Ziehen einer ganzen Zahl vom Stapel), einen Vorwärtssprung 356 und dessen zugehöriges Ziel 364, einen Rückwärtssprung 366 und dessen zugehöriges Ziel 362, sowie eine Ausführungs-Schleife 358 und ihr zugehöriges Ende 360 (die ein unbedingter oder bedingter Verzweigungsbefehl sein kann, in Abhängigkeit vom Typ der Ausführungs-Schleife). Da die Verifikationseinrichtung 240 der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung nur versucht, Stapelmanipulationen und Datentypkompatibilitäten zu prüfen, kann die Operation der Bytecode-Verifikationseinrichtung unter Verwendung dieses repräsentativen Satzes von Befehlen erläutert werden.
  • Mit Bezug auf die 6A–6G und den Anhang 2 wird im Folgenden die Ausführung des Bytecode-Verifikationseinrichtungsprogramms 240 genauer beschrieben. Der Anhang 2 listet eine Pseudocode-Darstellung des Verifikationseinrichtungsprogramms auf. Der im Anhang 2 verwendete Pseudocode ist im Wesentlichen eine Computersprache, die universelle Computersprachenkonventionen verwendet. Obwohl der hier verwendete Pseudocode nur für den Zweck dieser Beschreibung erfunden worden ist, ist er so beschaffen, dass er von einem beliebigen Computerprogrammierer vom Fach verstanden werden kann.
  • Wie in 6A gezeigt, wird das heruntergeladene Bytecode-Programm für die Verarbeitung in die Bytecode-Verifikationseinrichtung 240 geladen (400). Die Verifikationseinrichtung 240 erzeugt (402) den virtuellen Stapel 344 und erzeugt das virtuelle lokale Variablenfeld 345 durch Zuweisen von Feldern von Stellen im Speicher, um Operanden und lokale Variablendatentypinformationen zu speichern. In ähnlicher Weise erzeugt (404) die Verifikationseinrichtung die Stapelschnappschuss-Speicherstruktur durch Zuweisen eines Feldes von Stellen im Speicher, um die Schnappschussinformationen zu speichern. Schließlich legt die Verifikationseinrichtung ein Register fest (406), das als Stapelzähler 342 dient, um die Anzahl der virtuellen Stapeleinträge zu verfolgen.
  • Das Bytecode-Programm wird zum ersten Mal durchlaufen, um Zielinformationen zu extrahieren, die bedingten und unbedingten Sprüngen und Schleifenbefehlen zugeordnet sind. Bei diesem ersten Durchlauf verarbeitet die Verifikationseinrichtung 300 sequentiell alle Befehle (Schritte 408, 410, 412), wobei für jeden Befehl, der ein bedingter oder unbedingter Sprung ist (Schritt 414), eine Darstellung des Zielortes für den Sprung im Verzeichnisabschnitt 348 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert wird (Schritt 416), sofern nicht der Zielort bereits im Verzeichnis 348 gespeichert worden ist (Schritt 418). Zum Beispiel können die absolute oder die relative Adresse des Zielbefehls im nächsten verfügbaren Slot des Verzeichnisses 348 gespeichert werden. Alle anderen Typen von Bytecode-Befehlen werden bei diesem ersten Durchlauf ignoriert.
  • Nachdem alle Befehle im Programm verarbeitet worden sind, wird das Verzeichnis 348 vorzugsweise sortiert (420), um die im Verzeichnis aufgeführten Zielorte in einer sequentiellen Adressenreihenfolge anzuordnen.
  • Wie in 5 gezeigt, wurde zum Zweck der Darstellung die Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 mit Informationen geladen, die im Verzeichnisabschnitt 348 gespeichert worden wären, wenn der erste Durchlauf der Verifizierung abgeschlossen worden wäre auf der Grundlage der Bytecode-Befehle, die im Bytecode-Programm 350 gezeigt sind. Genauer, der Verzeichnisabschnitt wurde mit den Adressen geladen, die allen Zielen der bedingten und unbedingten Sprünge zugeordnet sind, welche im Bytecode-Programm vorhanden sind.
  • Wie in 6B gezeigt, wird ein zweiter Durchlauf durch das Bytecode-Programm eingeleitet, um die geeignete Verwendung des Operandenstapels und der Datentypen durch das Bytecode-Programm zu verifizieren. Der erste Befehl des Bytecode-Programms wird ausgewählt (430), wobei die Verifikationseinrichtung zuerst prüft (432), ob die Adresse für den ausgewählten Befehl im Verzeichnisabschnitt 348 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 im obenbeschriebenen ersten Durchlauf gespeichert worden ist.
  • Wenn die Adresse des ausgewählten Befehls sich im Verzeichnis 348 befindet, was anzeigt, dass der ausgewählte Befehl das Ziel eines bedingten oder unbedingten Sprungs ist, prüft die Verifikationseinrichtung (434), ob ein zugeordneter Stapelschnappschuss im Schnappschussabschnitt 350 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert worden ist. Wenn kein Stapelschnappschuss gespeichert worden ist (was anzeigt, dass der Befehl ein Ziel eines Rückwärtssprungs ist), werden die Inhalte des virtuellen Stapels und der Stapelzähler in der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert (436). Der Schnappschuss enthält Informationen über den Status des virtuellen Stapels unmittelbar vor der Ausführung des verarbeiteten Befehls, einschließlich eines Datentypwerts für jedes Datum, das auf den Stapel geschoben worden ist. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend den Verifikationsprozess fort und analysiert den individuellen Befehl, beginnend mit Schritt 450, wie im Folgenden beschrieben wird.
  • Wenn ein Stapelschnappschuss für den aktuell ausgewählten Befehl gespeichert worden ist (was anzeigt, dass ein Sprungbefehl, der diesem Zielbefehl zugeordnet ist, bereits verarbeitet worden ist), vergleicht die Verifikationseinrichtung (438) die virtuelle Stapelschnappschussinformation, die im Schnappschussabschnitt 350 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 für den aktuell ausgewählten Befehl gespeichert ist, mit dem aktuellen Zustand des virtuellen Sta pels. Wenn der Vergleich zeigt, dass der aktuelle Zustand und der Schnappschuss nicht übereinstimmen, wird eine Fehlernachricht oder ein Signal erzeugt (440), das den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Stapelstatusfehler aufgetreten ist. In der bevorzugten Ausführungsform entsteht ein Fehler, wenn der aktuelle virtuelle Stapel und der Schnappschuss nicht dieselbe Anzahl oder dieselben Typen von Einträgen aufweisen. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (442). Das Setzen des Verifikationsstatuswertes 245 für das Programm auf Falsch verhindert die Ausführung des Programms durch den Bytecode-Interpreter 242 (3).
  • Wenn der aktuelle virtuelle Stapel und der gespeicherte Schnappschuss für den aktuellen Befehl übereinstimmen (438), fährt die Verifikationseinrichtung mit dem Verifikationsprozess fort und analysiert den individuellen Befehl, beginnend mit Schritt 450, wie im Folgenden beschrieben wird.
  • Wenn die Adresse des aktuell ausgewählten Befehls nicht innerhalb des Verzeichnisabschnitts 348 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gefunden wird, oder wenn kein Stapelstatusfehler erfasst wird, führt die Verifikationseinrichtung ausgewählte Verifizierungen einer Serie von Verifizierungen für den Befehl durch, in Abhängigkeit von der jeweiligen Befehlstapelnutzung und Befehlsfunktion.
  • Wie in 6C gezeigt, betrifft die erste durchzuführende Verifizierung Befehle, die Daten vom Operandenstapel ziehen. Wenn der aktuell ausgewählte Befehl Daten vom Stapel zieht (450), wird der Stapelzähler untersucht (452), um zu ermitteln, ob ausreichend Daten im Stapel vorhanden sind, die die Datenabziehanforderungen des Befehls erfüllen.
  • Wenn der Operandenstapel nicht genügend Daten für den aktuellen Befehl aufweist (452), was als Stapelunterlauf bezeichnet wird, wird in diesem Fall ein Fehlersignal oder eine Nachricht erzeugt (454), die den Ort im Programm angibt, an dem der Stapelunterlauf erfasst worden ist. Außerdem setzt die Verifikationseinrichtung anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (456).
  • Wenn keine Stapelunterlaufbedingung erfasst wird, vergleicht die Verifikationseinrichtung die vorher im virtuellen Stapel gespeicherten Datentypcodeinformationen mit den Datentypanforderungen (falls vorhanden) des aktuell ausgewählten Befehls (458). Wenn z. B. der Opcode des analysierten Befehls eine Ganzzahladdition eines vom Stapel gezogenen Wertes fordert, vergleicht die Verifikationseinrichtung die Operandeninformation des Elements im virtuellen Stapel, das abgezogen wird, um sicherzustellen, dass es den geeigneten Datentyp, nämlich Ganzzahl, aufweist. Wenn der Vergleich eine Übereinstimmung liefert, löscht die Verifikationseinrichtung (460) die Informationen vom virtuellen Stapel, die dem Eintrag zugeordnet sind, der abgezogen wird, und aktualisiert den Stapelzähler 342, so dass er die Anzahl der vom virtuellen Stapel 344 abgezogenen Einträge widerspiegelt.
  • Wenn zwischen den gespeicherten Operandeninformationen im abgezogenen Eintrag des virtuellen Stapels 344 und den Datentypanforderungen des derzeit ausgewählten Befehls keine Übereinstimmung erfasst wird (458), wird eine Nachricht erzeugt (462), die den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Fehler aufgetreten ist. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (456). Dies schließt den Abzug-Verifikationsprozess ab.
  • Wenn wie in 6D gezeigt der aktuell ausgewählte Befehl Daten auf den Stapel schiebt (470), wird der Stapelzähler untersucht (472), um zu ermitteln, ob ausreichend Raum im Stapel vorhanden ist, um die Daten zu speichern, die der ausgewählte Befehl auf den Stapel schiebt. Wenn der Operandenstapel nicht genügend Raum aufweist, um die vom aktuellen Befehl auf den Stapel zu schiebenden Daten zu speichern (472), was als Stapelüberlauf bezeichnet wird, wird in diesem Fall ein Fehlersignal oder eine Nachricht erzeugt (474), die den Ort im Programm angibt, an dem der Stapelüberlauf erfasst worden ist. Außerdem setzt die Verifikationseinrichtung anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (476).
  • Wenn keine Stapelüberlaufbedingung erfasst wird, fügt die Verifikationseinrichtung einen Eintrag zum virtuellen Stapel hinzu (478), der den Typ der Daten (Operand) anzeigt, die auf den Operandenstapel geschoben werden sollen (während der wirklichen Ausführung des Programms) für das jeweilige vom aktuell ausgewählten Befehl auf den Stapel zu schiebende Datum. Diese Information wird aus den datentypspezifischen Opcodes abgeleitet, die im Bytecode-Programm der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Verifikationseinrichtung aktualisiert ferner den Stapelzähler 342, um den hinzugefügten Eintrag oder die Einträge im virtuellen Stapel wiederzugeben. Dies schließt den Stapelschiebe-Verifikationsprozess ab.
  • Wenn wie in 6E gezeigt der aktuell ausgewählte Befehl einen bedingten oder unbedingten Sprung oder eine Verzweigung vorwärts im Programm über die gewöhnliche sequentielle Schrittoperation hinaus hervorruft (Schritt 480), prüft die Verifikationseinrichtung zuerst (482), ob ein Schnappschuss für den Zielort des Sprungbefehls in der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert ist. Wenn kein Stapelschnappschuss gespeichert worden ist, wird die virtuelle Stapelkonfiguration (nach irgendwelchen virtuellen Stapelaktualisierungen, die dem Sprung zugeordnet sind) in der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 an einem Ort gespeichert (484), der dem Ziel-Programmort zugeordnet ist. Es ist zu beachten, dass beliebige Stapelabziehoperationen, die dem Sprung zugeordnet sind, bereits im virtuellen Stapel durch den vorher ausgeführten Schritt 460 wiedergegeben worden sind (siehe 6C).
  • Wenn ein Stapelschnappschuss gespeichert worden ist (was anzeigt, dass ein weiterer Einsprungpunkt, der diesem Zielbefehl zugeordnet ist, bereits verarbeitet worden ist), vergleicht die Verifikationseinrichtung anschließend (486) die virtuelle Stapelschnappschussinformation, die im Schnappschussabschnitt 350 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert ist, mit dem aktuellen Zustand des virtuellen Stapels. Wenn der Vergleich zeigt, dass der aktuelle Zustand und der Schnappschuss nicht übereinstimmen, wird anschließend eine Fehlernachricht erzeugt (488), die den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Stapelstatusfehler aufgetreten ist. In der bevorzugten Ausführungsform entsteht ein Fehler, wenn der aktuelle virtuelle Stapel und der Schnappschuss nicht dieselbe Anzahl und nicht dieselben Typen von Einträgen enthalten. Ferner entsteht ein Fehler, wenn einer oder mehrere Datentypwerte im aktuellen virtuellen Stapel nicht mit entsprechenden Datentypwerten im Schnappschuss übereinstimmen. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (490). Wenn im Schritt 486 eine Stapelstatusübereinstimmung erfasst wird, fährt die Verifikationseinrichtung mit der Verarbeitung im Schritt 500 fort (6F).
  • Wenn wie in 6F gezeigt der aktuell ausgewählte Befehl einen bedingten oder unbedingten Sprung oder eine Verzweigung rückwärts im Programm hervorruft (Schritt 500), vergleicht anschließend die Verifikationseinrichtung die virtuelle Stapelschnappschussinformation, die im Schnappschussabschnitt 350 der Stapelschnappschuss-Speicherstruktur 346 gespeichert ist, die dem Ziel des Rückwärtssprungs zugeordnet ist (welche bereits im Schritt 436 gespeichert wor den ist), mit dem aktuellen Zustand des virtuellen Stapels (502). Wenn der Vergleich zeigt, dass der aktuelle Zustand und der Schnappschuss nicht übereinstimmen, wird anschließend eine Fehlernachricht erzeugt (504), die den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Stapelstatusfehler aufgetreten ist. In der bevorzugten Ausführungsform entsteht ein Fehler, wenn der aktuelle virtuelle Stapel und der Schnappschuss nicht dieselbe Anzahl und dieselben Typen von Einträgen enthalten, oder wenn irgendein Datentypeintrag im aktuellen virtuellen Stapel nicht mit dem entsprechenden Datentypeintrag im Schnappschuss übereinstimmt. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (506).
  • Wenn eine Stapelstatusübereinstimmung erfasst wird (im Schritt 502), oder wenn der Befehl kein Rückwärtssprung ist (im Schritt 500), setzt die Verifikationseinrichtung die Verarbeitung im Schritt 510 fort.
  • Wenn der aktuell ausgewählte Befehl Daten aus einer lokalen Variablen liest (510), vergleicht die Verifikationseinrichtung (512) die vorher in der entsprechenden virtuellen lokalen Variable gespeicherten Datentypcodeinformationen mit den Datentypanforderungen (falls vorhanden) des aktuell ausgewählten Befehls. Wenn keine Übereinstimmung zwischen der in der virtuellen lokalen Variablen gespeicherten Datentypinformation und den Datentypanforderungen des aktuell ausgewählten Befehls erfasst wird (512), wird eine Nachricht erzeugt (514), die den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Fehler aufgetreten ist. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (516).
  • Wenn der aktuell ausgewählte Befehl keine Daten aus einer lokalen Variablen liest (510) oder der Datentypvergleich im Schritt 512 eine Übereinstimmung ergibt, fährt die Verifikationseinrichtung mit der Verarbeitung des aktuell ausgewählten Befehls im Schritt 520 fort.
  • Wenn wie in 6G gezeigt der aktuell ausgewählte Befehl Daten in einer lokalen Variablen speichert (520), wird die entsprechende virtuelle lokale Variable untersucht (522), um zu ermitteln, ob sie einen Datentypwert speichert. Wenn die virtuelle lokale Variable einen Datentypwert speichert (was anzeigt, dass vorher Daten in der lokalen Variablen gespeichert worden sind), vergleicht die Verifikationseinrichtung die Datentypinformationen in der virtuellen lokalen Variablen mit dem Datentyp, der dem derzeit ausgewählten Bytecode-Befehl zugeordnet ist (524). Wenn zwischen der in der virtuellen lokalen Variablen gespeicherten Datentypinformation und den Datentypanforderungen des aktuell ausgewählten Befehls keine Übereinstimmung festgestellt wird (524), wird eine Nachricht erzeugt (526), die den Ort im Bytecode-Programm angibt, an dem der Fehler aufgetreten ist. Die Verifikationseinrichtung setzt anschließend einen Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Falsch und bricht den Verifikationsprozess ab (528).
  • Wenn der aktuell ausgewählte Befehl keine Daten in einer lokalen Variablen speichert (520) ist die Verarbeitung für den aktuell ausgewählten Befehl abgeschlossen. Wenn der aktuell ausgewählte Befehl Daten in einer lokalen Variablen speichert, jedoch die virtuelle lokale Variable keinen Datentypwert enthält (was anzeigt, dass bisher kein Befehl von der Verifikationseinrichtung verarbeitet worden ist, der Daten in der lokalen Variablen speichern würde), wird der dem ausgewählten Bytecode-Befehl zugeordnete Datentyp in der virtuellen lokalen Variablen gespeichert (Schritt 530).
  • Als Nächstes prüft die Verifikationseinrichtung (540), ob dies der letzte Befehl im Bytecode-Programm 340 ist, der zu verarbeiten ist. Wenn weitere Befehle zu verarbeiten sind, lädt die Verifikationseinrichtung (542) den nächsten Befehl und wiederholt den Verifikationsprozess beginnend bei Schritt 432. Wenn keine weiteren Befehle zu verarbeiten sind, setzt die Verifikationseinrichtung den Verifikationsstatuswert 245 für das Programm auf Wahr (544), was den Abschluss des Verifikationsprozesses anzeigt.
  • Bytecode-Interpreter
  • Mit Bezug auf das Flussdiagramm in 7 und den Anhang 3 wird die Ausführungsform des Bytecode-Interpreters 242 beschrieben. Der Anhang 3 ist eine Auflistung einer Pseudocode-Darstellung des Bytecode-Interpreters.
  • Nachdem ein spezifiziertes Bytecode-Programm als ein auszuführendes Programm empfangen worden ist oder anderweitig ausgewählt worden ist (560), ruft der Bytecode-Programminterpreter 242 die Bytecode-Verifikationseinrichtung 240 auf (562), um die Integrität des spezifizierten Bytecode-Programms zu verifizieren. Die Bytecode-Verifikationseinrichtung ist oben beschrieben worden.
  • Wenn die Verifikationseinrichtung einen Wert "Verifikationsfehler" zurückgibt (564), wird der Versuch zum Ausführen des spezifizierten Bytecode-Programms vom Interpreter abgebrochen (566).
  • Wenn die Verifikationseinrichtung 242 einen Wert "Verifikationserfolg" zurückgibt (564), wird das spezifizierte Bytecode-Programm mit Betriebsmittelhilfsprogrammen und irgendwelchen anderen Programmen, Funktionen und Objekten, auf die vom Programm zugegriffen werden kann, verknüpft (568). Ein solcher Verknüpfungsschritt ist ein gewöhnlicher Vor-Ausführungsschritt in vielen Programminterpretern. Anschließend wird das verknüpfte Bytecode-Programm interpretiert und vom Interpreter ausgeführt (570). Der Bytecode-Interpreter der vorliegenden Erfindung führt während der Programmausführung keine Operandenstapelüberlauf- und Unterlaufprüfungen durch und führt ferner keine Datentypprüfung für die im Operandenstapel während der Programmausführung gespeicherten Daten durch. Diese herkömmlichen Stapelüberlauf-, Unterlauf- und Datentypprüfoperationen können von der vorliegenden Erfindung weggelassen werden, da die Verifikationseinrichtung bereits geprüft hat, dass Fehler dieses Typs während der Programmausführung nicht auftreten.
  • Der Programminterpreter der vorliegenden Erfindung ist insbesondere effizient für die Ausführung von Bytecode-Programmen mit Befehlsschleifen, die oft ausgeführt werden, da die Operandenstapelprüfbefehle nur einmal für jeden Bytecode in jeder solchen Befehlsschleife in der vorliegenden Erfindung ausgeführt werden. Im Gegensatz hierzu muss während der Ausführung eines Programms durch einen herkömmlichen Interpreter der Interpreter kontinuierlich den Operandenstapel auf Überläufe (d. h. Hinzufügen von mehr Daten zum Stapel, als der Stapel speichern kann) und Unterläufe (d. h. Versuch des Abziehens von Daten vom Stapel, wenn der Stapel leer ist) überwachen. Eine solche Stapelüberwachung muss normalerweise für alle Befehle ausgeführt werden, die den Stapelstatus ändern (was nahezu alle Befehle umfasst). Für viele Programme beanspruchen die Stapelüberwachungsbefehle, die vom Interpreter ausgeführt werden, ungefähr 80% der Ausführungszeit eines interpretierten Computerprogramms. Folglich führt der Interpreter der vorliegenden Erfindung Programme häufig zwei bis fünfmal schneller aus als ein herkömmlicher Programminterpreter, der auf demselben Computer läuft.
  • Die vorangehenden Beschreibungen spezifischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dienen der Erläuterung und der Beschreibung. Sie sollen nicht erschöpfend sein oder die Erfindung auf die genauen offenbarten Formen beschränken, wobei offensichtlich viele Abwandlungen und Veränderungen hinsichtlich der obigen Lehre möglich sind. Die Ausführungsformen wurden ausge wählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und deren praktische Anwendung am besten zu erläutern, um somit anderen Fachleuten zu ermöglichen, die Erfindung und verschiedene Ausführungsformen mit verschiedenen Abwandlungen am besten zu nutzen, die für die beabsichtigte bestimmte Nutzung geeignet sind. Der Umfang der Erfindung soll durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente bestimmt sein. TABELLE 1 BYTECODES IN OAK-SPRACHE
    BEFEHLSNAME KURZBESCHREIBUNG
    aaload Lade Objektreferenz aus Feld
    aastore speichere Objektreferenz in Objektreferenzfeld
    aconst_null schiebe Null-Objekt
    aload lade lokale Objektvariable
    areturn gebe Objektreferenz von Funktion zurück
    arraylength erhalte Länge des Feldes
    astore speichere Objektreferenz in lokaler Variable
    astore_<n> speichere Objektreferenz in lokale Variable
    athrow THROW-Ausnahme
    bipush schiebe vorzeichenbehaftete Ein-Byte-Ganzzahl
    breakpoint rufe Unterbrechungspunkthantierer auf
    catchsetup setze Ausnahmehantierer
    catchteardown setze Ausnahmehantierer zurück
    checkcast stelle sicher, dass Objekt von einem gegebenen Typ ist
    d2f setze Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit in Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit um
    d2i setze Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit in Ganzzahl um
    d2l setze Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit in lange Ganzzahl um
    dadd addiere Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit
    daload lade Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit aus Feld
    dastore speichere Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit in Feld
    dcmpg vergleiche zwei Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (gebe 1 bei Ungleichheit zurück)
    dcmpl vergleiche zwei Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit (gebe –1 bei Ungleichheit zurück)
    dconst_<d> schiebe Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit
    ddiv dividiere Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit
    dload lade Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit aus lokaler Variablen
    dload_<n> lade Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit aus lokaler Variablen
    dmod führe Modulofunktion für Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit aus
    dmul multipliziere Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit
    dneg negiere Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit
    dreturn gebe Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit von Funktion zurück
    dstore speichere Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit in lokaler Variablen
    dsub subtrahiere Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit
    dup dupliziere oberstes Stapelwort
    dup2 dupliziere die zwei obersten Stapelwörter
    dup2_x1 dupliziere die zwei obersten Stapelwörter und lege zwei ab
    dup2_x2 dupliziere die zwei obersten Stapelwörter und lege drei ab
    dup_x1 dupliziere oberstes Stapelwort und lege zwei ab
    dup_x2 dupliziere oberstes Stapelwort und fege drei ab
    f2d setze Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit in Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit um
    f2i setze Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit in Ganzzahl um
    f2l setze Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit in lange Ganzzahl um
    fadd addiere Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit
    faload lade Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit aus Feld
    fastore speichere Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit in Feld
    fcmpg vergleiche zwei Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (gebe 1 bei Ungleichheit zurück)
    fcmpl vergleiche zwei Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit (gebe –1 bei Ungleichheit zurück)
    fconst_<f> schiebe Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit
    fdiv dividiere Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit
    fload lade Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit aus lokaler Variablen
    fload_<n> lade Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit aus lokaler Variablen
    fmod führe Modulofunktion für Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit aus
    fmul multipliziere Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit
    fneg negiere Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit
    freturn gebe Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit von Funktion zurück
    fstore speichere Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit in lokaler Variablen
    fsub subtrahiere Gleitkommazahlen mit einfacher Genauigkeit
    getfield hohle Feld von Objekt
    getstatic setzte statisches Feld von Klasse
    goto verzweige immer
    i2d konvertiere Ganzzahl in Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit
    i2f konvertiere Ganzzahl in Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit
    i2l konvertiere Ganzzahl zu langer Ganzzahl
    iadd addiere Ganzzahlen
    iaload lade Ganzzahl aus Feld
    iand boolesche UND-Verknüpung zweier Ganzzahlen
    iastore speichere Ganzzahl in Feld
    iconst_<n> schiebe Ganzzahl
    iconst m1 schiebe Ganzzahlkonstante minus 1
    idiv Ganzzahldivision
    if_acmpeq verzweige, wenn Objekte gleich sind
    if_acmpne verzweige, wenn Objekte ungleich sind
    if_icmpeq verzweige, wenn Ganzzahlen gleich sind
    if_icmpge verzweige, wenn Ganzzahl größer oder gleich ist
    if_icmpgt verzweige, wenn Ganzzahl größer ist als
    if_icmple verzweige, wenn Ganzzahl kleiner oder gleich ist
    if_icmplt verzweige, wenn Ganzzahl kleiner ist als
    if_icmpne verzweige, wenn Ganzzahlen ungleich sind
    ifeq verzweige, wenn gleich 0
    ifge verzweige, wenn größer oder gleich 0
    ifgt verzweige, wenn größer als 0
    ifle verzweige, wenn kleiner oder gleich 0
    iflt verzweige, wenn kleiner als 0
    ifne verzweige, wenn ungleich 0
    iinc inkrementiere lokale Variable mit Konstante
    iload lade Ganzzahl aus lokaler Variable
    iload_<n> lade Ganzzahl aus lokaler Variable
    imod führe Modulofunktion mit Ganzzahlen aus
    imul multipliziere Ganzzahlen
    ineg negiere Ganzzahl
    instanceof ermittle, ob Objekt von einem gegebenen Typ ist
    int2byte konvertiere Ganzzahl in vorzeichenbehaftetes Byte
    int2char konvertiere Ganzzahl in Zeichen
    invokeinterface aktiviere Schnittstellenverfahren
    invokemethod aktiviere Klassenverfahren
    invokesuper aktiviere Superklassenverfahren
    ior bolesche ODER-Verknüpfung zweier Ganzzahlen
    ireturn gebe Ganzzahl von Funktion zurück
    ishl schiebe Ganzzahl nach links
    ishr arithmetische Rechtsverschiebung einer Ganzzahl
    istore speichere Ganzzahl in lokaler Variable vindex
    istore_<n> speichere Ganzzahl in lokaler Variable n
    isub subtrahiere Ganzzahlen
    iushr logische Rechtsverschiebung einer Ganzzahl
    ixor boolesche Exklusiv-ODER-Verknüpfung zweier Ganzzahlen
    jsr Sprung zu Unterroutine
    l2d konvertiere lange Ganzzahl in Gleitkommazahl mit doppelter Genauigkeit
    l2f konvertiere lange Ganzzahl in Gleitkommazahl mit einfacher Genauigkeit
    l2i konvertiere lange Ganzzahl in Ganzzahl
    ladd addiere lange Ganzzahlen
    laload lade lange Ganzzahl aus Feld
    land boolesche UND-Verknüpung zweier langer Ganzzahlen
    lastore speichere lange Ganzzahl in Feld
    lcmp vergleiche lange Ganzzahlen
    lconst_<|> schiebe lange Ganzzahlkonstante
    ldc1 schiebe Element aus Konstanten-Pool
    ldc2 schiebe Element aus Konstanten-Pool
    ldc2w schiebe langes oder doppeltes Element aus Konstanten-Pool
    ldiv dividiere lange Ganzzahlen
    lload lade lange Ganzzahl aus lokaler Variable
    lload_<n> lade lange Ganzzahl aus lokaler Variable
    lmod führe Modulofunktion mit langen Ganzzahlen aus
    lmul multipliziere lange Ganzzahlen
    lneg negiere lange Ganzzahl
    lookupswitch greife auf Sprungtabelle zu mittels Schlüsselvergleich und springe
    lor bolesche ODER-Verknüpfung zweier langer Ganzzahlen
    leeturn gebe lange Ganzzahl von Funktion zurück
    lshl schiebe lange Ganzzahl nach links
    lshr arithmetische Rechtsverschiebung einer langen Ganzzahl
    lstore speichere lange Ganzzahl in lokaler Variable vindex
    lstore_<n> speichere lange Ganzzahl in lokaler Variable n
    lsub subtrahiere lange Ganzzahlen
    lushr logische Rechtsverschiebung einer langen Ganzzahl
    lxor boolesche Exklusiv-ODER-Verknüpfung zweier langer Ganzzahlen
    monitorenter gehe in überwachten Bereich des Codes über
    monitorexit verlasse überwachten Bereich des Codes
    new erzeuge neues Objekt
    newarray weise neues Feld zu
    newfromname erzeuge neues Objekt aus Name
    nop tue nichts
    pop ziehe oberstes Stapelwort ab
    pop2 ziehe die zwei obersten Stapelwörter ab
    putfield setze Feld in Objekt
    putstatic setze statisches Feld in Klasse
    ret Rücksprung von Unterroutine
    return Rücksprung (leer) von Prozedur
    saload lade vorzeichenbehaftetes Byte aus Feld
    sastore speichere vorzeichenbehaftetes Byte in Feld
    siaload lade vorzeichenloses kurzes Element aus Feld
    siastore speichere vorzeichenloses kurzes Element in Feld
    sipush schiebe vorzeichenbehaftete 2-Byte-Ganzzahl
    tableswitch greife auf Sprungtabelle mittels Index zu und springe
    verifystack verifiziere, ob Stapel leer ist
  • ANHANG 1
  • Pseudocode für Klassenlader
  • Anwender wählt ein Objekt (das "bezeichnete Objekt") zum Betrachten aus. (Zum Beispiel kann die Anwenderauswahl durchgeführt werden durch Auswählen eines Hyperlinks auf das Objekt in einem Dokument oder einem weiteren Objekt.)
  • Öffnen der Verbindung zu dem Server, der das bezeichnete Objekt speichert. Empfangen eines Hantierers für das bezeichnete Objekt, der den Datentyp enthält.
  • Prüfen, ob der Datentyp dem System des Anwenders bekannt ist (d. h., ob der Anwender einen Betrachter für Objekte des empfangenen Datentyps besitzt)
  • Wenn Datentyp unbekannt ist
  • Figure 00350001
  • Figure 00360001
  • Figure 00370001
  • ANHANG 2
  • Pseudocode für OAK-Bytecode-Verifikationseinrichtung
  • Empfange Bytecode-Programm, das verifiziert werden soll.
  • Erzeuge virtuelle Operandenstapel-Datenstruktur zum Speichern von Stapelstatusinformationen und ein virtuelles lokales Variablenfeld zum Speichern lokaler Variablendatentypinformationen.
  • Erzeuge Datenstruktur zum Speichern virtueller Stapelschnappschüsse.
  • Erster Durchlauf durch Bytecode-Programm:
    Lokalisiere alle Befehle, die Ziele bedingter und unbedingter Sprünge oder Verzweigungen sind (d. h. von mehr als einem vorangehenden Befehl erreicht werden können).
    Speichere Liste solcher Zielbefehle in virtueller Stapelschnappschuss-Datenstruktur.
  • Zweiter Durchlauf durch Bytecode-Programm:
    Setze Verifikationserfolg auf Wahr
    Führe aus bis letzter Bytecode-Befehl verarbeitet worden ist:
  • Figure 00380001
  • Figure 00390001
  • Figure 00400001
  • Figure 00410001
  • Figure 00420001
  • ANHANG 3
  • Pseudocode für Bytecode-Interpreter
  • Empfange spezifiziertes Bytecode-Programm, das ausgeführt werden soll Rufe Bytecode-Verifikationseinrichtung auf, um spezifiziertes Bytecode-Programm zu verifizieren
  • Wenn Verifikationserfolg
  • Figure 00430001

Claims (9)

  1. Computer (102) für die Verwendung zusammen mit anderen Computern (104), der umfasst: einen Speicher (112) zum Speichern von Objektanwendungsprogrammen (103), wobei jedes Objektanwendungsprogramm einem Anwender des Computers ermöglicht, Objekte eines zugeordneten Datentyps zu betrachten; ein Anwenderschnittstellen-Steuerprogramm (108), das dem Anwender ermöglicht, Referenzen auf Objekte einschließlich in den anderen Computern gespeicherter Objekte auszuwählen; und ein Computerzwischenverbindungs-Steuerprogramm, das in Reaktion auf eine Anwenderauswahl einer der Objektreferenzen, die auf eines der in den anderen Computern gespeicherten Objekte Bezug nimmt, eine erste Kommunikationsverbindung (304) mit einem der anderen Computer herstellt, wobei der eine Computer in Übereinstimmung mit Informationen in der ausgewählten Objektreferenz identifiziert wird, und eine Wiedergewinnung des Objekts, auf das durch die ausgewählte Objektreferenz Bezug genommen wird, von dem einen Computer einschließlich der Wiedergewinnung von Datentypinformationen, die dem Objekt, auf das Bezug genommen wird, zugeordnet sind, beginnt; wobei das Anwenderschnittstellen-Steuerprogramm (108) enthält: Suchbefehle, die feststellen, ob die in dem Computer gespeicherten Objektanwendungsprogramme (103) ein Objektanwendungsprogramm enthalten, das dem wiedergewonnenen Datentyp (308) zugeordnet ist, wobei sie bei negativer Feststellung versuchen, ein dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnetes Objektanwendungsprogramm in dem einen Computer zu lokalisieren; und einen Klassenlader, der Herunterladebefehle enthält, die eine Kopie des dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordneten Objektanwendungsprogramms in den Speicher des Computers laden, wenn die Suchbefehle in dem einen Computer das dem wiedergewonnenen Datentyp (308) zugeordnete Betrachtungsprogramm lokalisieren.
  2. Computer nach Anspruch 1, der ferner umfasst: eine Verifikationsprozedur, die feststellt, ob das kopierte Objektanwendungsprogramm vorgegebene Programmkorrektheitskriterien einschließlich im Voraus definierter Operandenstapel-Verwendungskriterien erfüllt, und Programmfreigabebefehle, die die Ausführung des kopierten Objektanwendungsprogramms freigeben, um dem Anwender zu ermöglichen, das Objekt, auf das Bezug genommen wird, zu betrachten, wenn die Verifikationsprozedur feststellt, dass das kopierte Objektanwendungsprogramm die vorgegebenen Programmkorrektheitskriterien erfüllt.
  3. Computer nach Anspruch 1, bei dem das Computerzwischenverbindungs-Steuerprogramm Befehle enthält, die eine zweite Kommunikationsverbindung mit dem einen Computer herstellen, um die Kopie des dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordneten Objektanwendungsprogramms herunterzuladen.
  4. Verfahren zum Betreiben eines ersten Computers (102) in einem verteilten Computersystem, das mehrere verschiedene Computer (102, 104) besitzt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) in einem ersten Computer Speichern von Objektanwendungsprogrammen (103), wovon jedes einem Anwender hiervon ermöglicht, Daten in Objekten eines zugeordneten Datentyps zu verwenden; b) im ersten Computer Ermöglichen, dass ein Anwender Daten in einem ersten Objekt, das einen zugeordneten ersten Datentyp besitzt, unter Verwendung eines ersten der Objektanwendungsprogramme (103) verwenden kann; wobei die Daten in dem ersten Objekt Verbindungsdaten enthalten, die auf ein zweites Objekt eines zweiten Datentyps Bezug nehmen, wobei die Verbindungsdaten einen zweiten Computer identifizieren, in dem das zweite Objekt abgelegt ist; c) im ersten Computer Ermöglichen, dass der Anwender die Verbindungsdaten auswählt; d) Herstellen einer ersten Kommunikationsverbindung (304) zwischen dem ersten Computer und dem zweiten Computer durch den ersten Computer in Reaktion auf eine Anwenderauswahl der Verbindungsdaten und Beginnen einer Wiedergewinnung des zweiten Objekts von dem zweiten Computer einschließlich einer Wiedergewinnung von Datentypinformationen, die dem zweiten Objekt zugeordnet sind; e) durch den ersten Computer Feststellen, ob die in dem ersten Computer gespeicherten Objektanwendungsprogramme (103) ein dem zweiten Datentyp zugeordnetes Objektanwendungsprogramm enthalten; f) wenn die Feststellung im Schritt (e) negativ ist, Feststellen, ob ein dem zweiten Datentyp zugeordnetes Objektanwendungsprogramm in dem zweiten Computer (314) gespeichert ist; g) wenn die Feststellung im Schritt (g) positiv ist, Laden (315) einer Kopie des dem zweiten Datentyp zugeordneten Objektanwendungsprogramms in den ersten Computer.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner die folgenden Schritte umfasst: wenn die Feststellung im Schritt (f) negativ ist, Feststellen, ob ein dem zweiten Datentyp zugeordnetes Objektanwendungsprogramm in irgendeinem Computer einer im Voraus definierten Gruppe anderer Computer gespeichert ist, wobei bei positiver Feststellung der Schritt g ausgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, das ferner die folgenden Schritte umfasst: nach der Ausführung des Schrittes (g) Ausführen einer Verifikationsprozedur an der geladenen Kopie des Objektanwendungsprogramms, um festzustellen, ob die geladene Kopie des Objektanwendungsprogramms vorgegebene Operandenstapel-Verwendungskriterien erfüllt, und Sperren der Ausführung der geladenen Kopie des Objektanwendungsprogramms, falls die Verifikationsprozedur eine negative Feststellung macht.
  7. Computerprogrammprodukt für die Verwendung zusammen mit einer Vorrichtung, die einen Datenprozessor enthält, wobei das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Speichermedium und einen darin eingebetteten Computerprogrammmechanismus umfasst, wobei der Computerprogrammmechanismus umfasst: ein erstes Programm, das eine Auswahl von Referenzen auf Objekte einschließlich in anderen Vorrichtungen gespeicherter Objekte ermöglicht; und ein Vorrichtungszwischenverbindungs-Steuerprogramm (304), das in Reaktion auf die Auswahl einer der Objektreferenzen, die auf eines der in den anderen Vorrichtungen gespeicherten Objekte Bezug nimmt, eine erste Kommunikationsverbindung (304) mit einer der anderen Vorrichtungen herstellt, wobei die eine Vorrichtung in Übereinstimmung mit Informationen in der ausgewählten Objektreferenz identifiziert wird, und eine Wiedergewinnung des Objekts, auf das durch die ausgewählte Objektreferenz Bezug genommen wird, von der einen Vorrichtung einschließlich wiedergewonnener Datentypinformationen, die dem Objekt, auf das Bezug genommen wird, zugeordnet sind, beginnt; Suchbefehle, die feststellen, ob die Vorrichtung ein Objektanwendungsprogramm (103) speichert, das dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnet ist, wobei sie bei negativer Feststellung versuchen, ein Objektanwendungsprogramm, das dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnet ist, in der einen Vorrichtung zu lokalisieren (314); und einen Klassenlader, der Herunterladebefehle enthält, um eine Kopie des Objektanwendungsprogramms, das dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnet ist, in die Vorrichtung zu laden, wenn die Suchbefehle in der einen Vorrichtung das Objektanwendungsprogramm, das dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnet ist, lokalisieren.
  8. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 7, das ferner umfasst: eine Verifikationsprozedur, die feststellt, ob das kopierte Objektanwendungsprogramm vorgegebene Programmkorrektheitskriterien einschließlich im Voraus definierter Operandenstapel-Verwendungskriterien erfüllt, und Programmfreigabebefehle, die die Ausführung des kopierten Objektanwendungsprogramms freigeben, um dem Anwender zu ermöglichen, das Objekt, auf das Bezug genommen wird, zu betrachten, wenn die Verifikationsprozedur feststellt, dass das kopierte Objektanwendungsprogramm die vorgegebenen Programmkorrektheitskriterien erfüllt.
  9. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 7, bei dem das Vorrichtungszwischenverbindungs-Steuerprogramm Befehle enthält, die eine zweite Kommunikationsverbindung mit der einen Vorrichtung herstellen, um die Kopie des Objektanwendungsprogramms, das dem wiedergewonnenen Datentyp zugeordnet ist, herunterzuladen.
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