DE19521357A1 - Fehlersuchverfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fehlersuchverfahren für ein von einem Hauptprogramm aufrufbares Unterprogramm, wobei das Hauptprogramm an einer Aufrufstelle einen Aufruf für das Unterprogramm und das Unterprogramm einen Unterbre­ chungspunkt enthält.

Bei der Online-Fehlersuche in Datenverarbeitungsprogrammen, allgemein als Debuggen bezeichnet, wird üblicherweise das auf Fehler zu untersuchende Programm unter Kontrolle eines soge­ nannten Debuggers ausgeführt. Hierzu wird vom Betriebssystem aus der Debugger, also das Fehlersuchprogramm, aufgerufen. Von diesem Fehlersuchprogramm aus wird dann das zu untersu­ chende Programm aufgerufen. Das zu untersuchende Programm enthält in aller Regel einen Unterbrechungspunkt. Bei Errei­ chen dieses Unterbrechungspunktes wird die weitere Abarbei­ tung des zu untersuchenden Programms gestoppt und zum Debug­ ger zurückgekehrt. Innerhalb des Debuggers wird dann zyklisch eine Benutzerschnittstelle abgefragt und gemäß den über die Benutzerschnittstelle eingegebenen Anweisungen Daten ausge­ lesen oder neu geschrieben. Auch können über den Debugger im zu untersuchenden Programm neue Unterbrechungspunkte gesetzt, bisher vorhandene Unterbrechungspunkte gelöscht und die Ab­ arbeitung des zu untersuchenden Programms fortgesetzt werden. Das Hauptprogramm, das Betriebssystem also, hingegen wird erst wieder ausgeführt, wenn der Debugger beendet wird. Im Prinzip kann der Rechner, auf dem das Fehlersuchprogramm ab­ gearbeitet wird, also beliebig lange im Fehlersuchprogramm verweilen, ohne zum Betriebssystem zurückzukehren.

Speicherprogrammierbare Steuerungen weisen ein Hauptprogramm auf, welches zyklisch zu wiederholen ist. Die Zeit für einen Zyklus wird dabei innerhalb der speicherprogrammierbaren Steuerung überwacht. Wenn diese Zeit die maximale Zykluszeit überschreitet, behandelt dies die speicherprogrammierbare Steuerung als Fehler. Sie überführt daraufhin die von ihr ge­ steuerte Anlage in einen sicheren Zustand und beendet die weitere Abarbeitung des Programms.

Es ist sofort ersichtlich, daß die Überwachung des Hauptpro­ gramms auf zyklische Ausführung einerseits und das prinzi­ piell beliebig lange Verweilen im Debugger andererseits sich widersprechen. Daher war es bisher nicht möglich, Programme für speicherprogrammierbare Steuerungen online, d. h. in der speicherprogrammierbaren Steuerung, auf Fehler zu untersu­ chen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem dies möglich wird.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird also - im Unterschied zum Stand der Technik - beim Debuggen die zyklische Abarbeitung vom Fehler­ suchprogramm zum Hauptprogramm verlagert. Dadurch ist gewähr­ leistet, daß die maximale Zykluszeit trotz Online-Fehlersuche nicht überschritten wird. Die Online-Fehlersuche wird also möglich.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei­ gen:

Fig. 1 die Aufruffolge der verschiedenen Programme und

Fig. 2 ein Struktogramm des Fehlersuchprogramms.

Fig. 1 zeigt ein Hauptprogramm 1, das zyklisch ausgeführt wird, wie aus Fig. 1 aufgrund des Pfeils 2 sofort ersichtlich ist. Fig. 1 zeigt ferner ein Unterprogramm 3, welches vom Hauptprogramm 1 aus aufrufbar ist. Hierzu enthält das Haupt­ programm 1 eine Aufrufstelle 4, an welcher ein Aufruf für das Unterprogramm 3 abgespeichert ist. Wenn das Fehlersuchpro­ gramm 5 deaktiviert ist, wird bei Erreichen der Aufrufstelle 4 stets das Unterprogramm 3 aufgerufen und ausgeführt. Nach Ausführen des Unterprogramms 3 wird mit der Abarbeitung des Hauptprogramms nach der Aufrufstelle 4 fortgefahren.

Wenn das Fehlersuchprogramm 5 hingegen aktiviert ist, wird bei Erreichen der Aufrufstelle 4 nicht direkt das Unterpro­ gramm 3 aufgerufen, sondern zunächst das Fehlersuchprogramm 5. Im Fehlersuchprogramm 5 wird im Programmteil 6 eine Benut­ zerschnittstelle bedient. Hierauf wird später nochmals in Verbindung mit Fig. 2 näher eingegangen werden.

Nach Bedienen der Benutzerschnittstelle wird, wenn das Feh­ lersuchprogramm 5 erstmals aufgerufen wurde, im Programmteil 7 das Unterprogramm 3 aufgerufen. Das Unterprogramm 3 wird ausgeführt, bis es den Unterbrechungspunkt S (BP = break point) erreicht. Bei Erreichen des Unterbrechungspunktes 8 wird die weitere Abarbeitung des Unterprogramms 3 gestoppt und eine Interruptserviceroutine 9 aufgerufen. Diese rettet aus dem Prozessor, der das Unterprogramm 3 ausführt, unter­ programmspezifische Daten (üblicherweise als Prozessorkontext bezeichnet) in einen dafür vorgesehenen Speicherbereich und kehrt dann direkt zum Fehlersuchprogramm 5 zurück. Dies ist in Fig. 1 durch die durchgezogenen Pfeile zwischen Fehlersuch­ programm 5, Interruptserviceroutine 9 und Unterprogramm 3 an­ gedeutet. Das Fehlersuchprogramm 5 wird daraufhin fortgesetzt und nach Beendigung des Fehlersuchprogramms 5 zum Hauptpro­ gramm 1 zurückgekehrt. Das Hauptprogramm 1 wird dann nach der Aufrufstelle 4 fortgesetzt.

Wenn dann bei einem weiteren Durchlauf des Hauptprogramms erneut die Aufrufstelle 4 erreicht wird, wird wieder das Feh­ lersuchprogramm 5 aufgerufen. Beim Abarbeiten des Fehlersuch­ programms 5 wird auch erneut die Benutzerschnittstelle durch den Programmteil 6 bedient. Danach wird aber im Regelfall nicht erneut das Unterprogramm 3 aufgerufen, sondern direkt zum Hauptprogramm 1 zurückgekehrt und das Hauptprogramm 1 nach der Aufrufstelle 4 fortgesetzt.

Aus obiger Schilderung ist ersichtlich, daß das Bedienen der Benutzerschnittstelle zum einen im Rahmen des Fehlersuchpro­ gramms 5 ausgeführt wird und daß das Bedienen der Benutzer­ schnittstelle zum anderen bei jedem Aufrufen des Unterpro­ gramms 5, also auch vor dem Aufrufen des Unterprogramms 3, erfolgt.

Über die Benutzerschnittstelle ist zumindest der Unterbre­ chungspunkt 8 setz- und löschbar. Gleiches gilt selbstver­ ständlich auch für einen weiteren Unterbrechungspunkt, der z. B. an der Stelle 8′ gesetzt bzw. gelöscht werden kann. Fer­ ner ist es auch möglich, Variablen, also gespeicherte Werte, die vom Unterprogramm 3 verwertet und/oder geändert werden, mittels des Programmteils 6 abzufragen. Gegebenenfalls kann auch zugelassen werden, diese Werte mittels des Programmteils 6 zu ändern.

Wenn der Unterbrechungspunkt 8 aufgrund entsprechender Ein­ gaben über die Benutzerschnittstelle gelöscht wird, wird beim nächsten Erreichen des Programmteils 7 der Prozessorkontext aus dem Speicherbereich, in den er gerettet wurde, ausgelesen und wieder in den Prozessor, der das Unterprogramm 3 fortset­ zen soll, geladen. Dann wird das Unterprogramm 3 vom Fehler­ suchprogramm 5 aus aufgerufen und ab dem Unterbrechungspunkt 8 weiter ausgeführt. Dies ist in Fig. 1 durch den gestrichel­ ten Pfeil vom Fehlersuchprogramm 5 zum Unterprogramm 3 ange­ deutet. Das Unterprogramm 3 wird dann im Regelfall bis zum Ende ausgeführt und, wie durch den zweiten gestrichelten Pfeil vom Unterprogramm 3 zum Fehlersuchprogramm 5 angedeu­ tet, über das Fehlersuchprogramm 5 zum Hauptprogramm 1 zu­ rückgekehrt. Bei weiteren Aufrufen des Unterprogramms 3 wird dann dieses aufgerufen und in üblicher Weise ausgeführt.

Wenn beim Bedienen der Benutzerschnittstelle ein neuer Unter­ brechungspunkt 8′ gesetzt wurde, wird das Unterprogramm 3 selbstverständlich nur bis zum neu gesetzten Unterbrechungs­ punkt 8′ ausgeführt. Die weitere Vorgehensweise ist dann, wie in Fig. 1 durch die strichpunktierten Linien angedeutet, völ­ lig analog zu der bei gesetztem Unterbrechungspunkt 8.

Fig. 2 zeigt nun ein Struktogramm des Fehlersuchprogramms 3, soweit es zum Verständnis der vorliegenden Erfindung erfor­ derlich ist.

Im Rahmen des Fehlersuchprogramms 3 wird zunächst im Pro­ grammteil 6-1 die Benutzerschnittstelle, also z. B. über eine Tastatur oder mittels einer Maus und eines Bildschirms einge­ gebene Befehle, abgefragt. Im Programmteil 6-2 wird dann überprüft, ob Befehle eingegeben wurden. Eingegebene Befehle werden ausgeführt. Mögliche Befehle sind beispielsweise die Abfrage von Variablen, das Verändern von Variablen und das Setzen und Löschen von Unterbrechungspunkten.

Wie bereits erwähnt, kann beim Abarbeiten des Programmteils 6-2 unter anderem auch der Unterbrechungspunkt 8 gelöscht werden. Wenn dies der Fall ist, wird selbstverständlich auch die Variable exe-UP von ihrem Wert "nein" auf den Wert "ja" geändert. Die diesbezügliche Abfrage erfolgt im Schritt 6-3, das Ändern der Variable exe-UP gegebenenfalls im Schritt 6-4.

Im Programmteil 7-1 wird dann die Variable exe-UP abgefragt. Wenn der Wert der variablen exe-UP "nein" ist, erfolgt gemäß Programmteil 7-2 keine weitere Aktion. Wenn der Wert der Va­ riablen exe-UP dagegen "ja" ist, wird im Programmteil 7-3 ab­ gefragt, ob der Wert der Variablen continuation "ja" oder "nein" ist. Wenn der Wert "nein" ist, handelt es sich um ei­ nen normalen Unterprogrammaufruf des Unterprogramms 3, der dann im Programmteil 7-4 erfolgt. Ansonsten handelt es sich um eine Fortsetzung des Unterprogramms 3 nach dem Unterbre­ chungspunkt 8. In diesem Fall wird der gerettete Prozessor­ kontext wieder in den Prozessor geladen und die Abarbeitung des Unterprogramms 3 nach dem Unterbrechungspunkt 8 fortge­ setzt. Diese Schritte erfolgen im Programmteil 7-5.

Nach der Rückkehr aus dem Unterprogramm 3 in das Fehlersuch­ programm 5 wird im Programmteil 7-6 abgefragt, ob das Unter­ programm 3 normal beendet wurde oder ob das Unterprogramm 3 einen Unterbrechungspunkt 8 bzw. 8′ erreichte und von dort in das Fehlersuchprogramm 5 zurückgekehrt ist. Wenn das Unter­ programm 3 vollständig abgearbeitet wurde wird im Programm­ teil 7-7 die Variable exe-UP auf "ja" gesetzt und die Vari­ able continuation auf "nein". Ansonsten werden im Programm­ teil 7-8 die Variable exe-UP auf "nein" und die Variable con­ tinuation auf "ja" gesetzt. Sodann wird durch Abarbeiten des Programmteils 7-9 zum Hauptprogramm 1 zurückgekehrt.

Claims (8)

1. Fehlersuchverfahren für ein von einem Hauptprogramm (1) aufrufbares Unterprogramm (3), wobei das Hauptprogramm (1) an einer Aufrufstelle (4) einen Aufruf für das Unterprogramm (3) und das Unterprogramm (3) einen Unterbrechungspunkt (8) ent­ hält, mit folgenden Merkmalen:

• - das Hauptprogramm (1) wird zyklisch ausgeführt,
• - beim ersten Erreichen der Aufrufstelle (4) wird ein Fehler­ suchprogramm (5) aufgerufen und vom Fehlersuchprogramm (5) aus das Unterprogramm (3) aufgerufen und ausgeführt, bis es den Unterbrechungspunkt (8) erreicht,
• - bei Erreichen des Unterbrechungspunkts (8) wird die Abar­ beitung des Hauptprogramms (1) nach der Aufrufstelle (4) fortgesetzt,
• - bei weiteren Erreichen der Aufrufstelle (4) wird eine Be­ nutzerschnittstelle bedient und das Hauptprogramm (1) nach der Aufrufstelle (4) fortgesetzt.

2. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen des Unter­ brechungspunktes (8) unterprogrammspezifische Daten aus einem Prozessor ausgelesen und in einen dafür vorgesehenen Spei­ cherbereich gerettet werden.

3. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Er­ reichen der Aufrufstelle (4) stets, also auch vor dem Auf­ rufen des Unterprogramms (3), die Benutzerschnittstelle be­ dient wird.

4. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Be­ dienen der Benutzerschnittstelle im Rahmen des Fehlersuch­ programms (5) ausgeführt wird.

5. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß über die Benutzerschnittstelle zumindest der Unterbrechungspunkt (8) setz- und löschbar ist und daß gespeicherte Werte abfragbar sind.

6. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß über die Benutzerschnitt­ stelle auch gespeicherte Werte änderbar sind.

7. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

• - daß nach dem Löschen des Unterbrechungspunktes (8) beim nächsten Erreichen der Aufrufstelle das Unterprogramm (3) aufgerufen und ab dem Unterbrechungspunkt (8) ausgeführt wird, und
• - daß, wenn nicht ein weiterer Unterbrechungspunkt (8′) ge­ setzt wurde, bei weiteren Erreichen der Aufrufstelle (4) das Unterprogramm (3) aufgerufen und ausgeführt wird.

8. Fehlersuchverfahren nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem ersten Aufrufen des Unterprogramms (3) nach dem Löschen des Unterbrechungspunktes (8) die unterprogrammspezifischen Daten aus dem dafür vorgesehenen Speicherbereich ausgelesen und in den Prozessor eingeschrieben werden.