JP2000020354A - 実行ステップ数の編集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 関数呼出し関連図上に各関数の呼び出し回
数、実行ステップ数及びその関数から遷移するすべての
関数の実行ステップ数の合計を表示し、関数呼出し関連
図上で解析範囲を指定することを可能にする。 【解決手段】 測定対象プログラム制御機能部１１は、
プログラムを実行し、分岐命令毎に割り込みを発生さ
せ、トレースレコードの作成・出力を行わせ、ファイル
１３を作成する。ファイル１３には、編集の際に、実行
ステップ数、関数遷移状況、割り込みの発生、システム
コールの発行状況等を出力ができるように、イベントの
種類、イベント発生アドレス、イベント発生命令等の情
報が格納される。編集機能部１５は、ファイル１３内の
トレースレコードと測定対象プログラム１４とを入力と
して、編集範囲の指定を行い、解析処理を行うことによ
り、関数遷移図、関数呼出し関連図を作成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラムの実行
ステップ数の採取と、採取結果の編集とを行う実行ステ
ップ数の編集装置に係り、特に、ソフトウェアプログラ
ムの性能をチェックし、プログラムの性能の向上に役立
てるために使用して好適な実行ステップ数の編集装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ソフトウェアプログラムの性能向上のた
めのプログラムの実行ステップ数の採取は、従来から行
われていた。実行ステップ数の取得に関する従来技術と
して、命令の実行毎に割り込みを発生させて、実行命令
数をカウントする方法、分岐命令毎の分岐アドレスから
実行命令数を算出する方法等が知られている。

【０００３】また、取得したプログラムの実行ステップ
数の編集に関する従来技術として、プログラム全体での
ステップ数の表示を行う方法、関数単位でのステップ数
を時系列に表示する方法等が知られている。そして、こ
れらの方法は、プログラムの中のどの処理がプログラム
の性能のネックとなっているかが、すぐには把握できな
いものである。

【０００４】なお、プログラムの実行ステップ数の取得
方法に関する従来技術として、例えば、特開平９−３４
７５４号公報等に記載された技術が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】採取した実行ステップ
数の編集を行う前述した従来技術は、時系列順に関数単
位で実行ステップ数を関数遷移図上に表示するものであ
り、プログラム性能のネックとなっている部分を発見す
るために、時系列順に表示されている表を、手作業によ
って編集・解析を行わなければならないものである。こ
の手作業による解析作業の１つとして、「プログラム内
のどの処理でどれだけの実行ステップ数がかかっている
かについて調査するために、処理の起点となる関数が呼
出している関数の全ての実行ステップ数の合計を算出す
る。」という作業があげられるが、この作業を全て手作
業で行うためには、多大な時間がかかっていた。また、
一般に、プログラムは、同じ処理でも実行のタイミング
等により、実行ステップ数が変化することがあるが、従
来技術は、そのような違いを把握するためにも、手作業
による編集・解析を行い、比較を行っていたため、多大
な時間を要している。

【０００６】前述したように従来技術による実行ステッ
プ数の編集は、その殆どを手作業により行わなければな
らないため、作業者に多大な時間と作業負担をかけると
いう問題点を有している。

【０００７】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、実行ステップ数の取得結果を関数の呼出し間連
が理解し易い形で出力することを可能にして、性能解析
作業を効率良く行うことを可能にし、また、解析範囲の
指定を行うことを可能にして、実行タイミングの違いな
どによる実行ステップ数の比較を行い易くすることがで
きる実行ステップ数の編集装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、ソフトウェアプログラムの実行ステップ数の編集装
置において、測定対象プログラムの実行情報を分岐命令
の実行及び割り込みの発生を契機にトレースレコードと
して時系列順に取得する手段と、測定対象プログラムの
構成情報とトレースレコードとから、測定対象プログラ
ム内の特定の関数を基準として、前記関数から遷移する
関数の遷移状況と、前記関数から遷移する各関数の呼出
し回数と、実行ステップ数と、前記関数から遷移する全
ての関数の実行ステップ数の合計との複数の情報を取得
する手段と、これらの情報を測定対象プログラムの関数
呼出し関連図上に出力する手段とを備えることにより達
成される。

【０００９】また、前記目的は、前記測定対象プログラ
ムの編集範囲を指定して、前記複数の情報が出力された
関数呼出し関連図を作成する手段を備えることにより達
成される。

【００１０】前述したような構成を有する本発明は、出
力する関数呼出し関連図が、トレースレコードを採取し
た範囲内での関数の呼出し間連、関数の呼出し回数、関
数の実行ステップ数、自関数から呼出している関数群の
実行ステップ数の合計の情報を持っているので、手作業
により時系列順の表の編集・解析を行う必要が無くな
り、関数の呼出し関連等の情報を把握し易くなり、作業
者に、効率良くプログラムの性能解析作業を行わせるこ
とができる。

【００１１】また、編集範囲の指定により、特定の処理
に着目した関数呼出し関連図を出力することが可能とな
り、同一処理の実行タイミングの違い等による実行ステ
ップ数の違いと言った情報も簡単に把握することが可能
となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明による実行ステップ
数の編集装置の一実施形態を図面により詳細に説明す
る。

【００１３】図１は本発明の一実施形態による実行ステ
ップ数の編集装置の全体の構成を示すブロック図、図２
は関数遷移図の構成を説明する図、図３は関数遷移図の
作成動作を説明するフローチャート、図４は関数呼出し
関連図の構成を説明する図、図５は関数呼出し関連図の
作成動作を説明するフローチャート、図６は関数呼出し
関連図の出力動作を説明するフローチャート、図７は解
析範囲の指定方法を説明する図、図８は解析範囲を指定
した解析の実行動作を説明するフローチャートである。
図１において、１０はトレースレコード取得機能部、１
１は測定対象プログラム制御機能部、１２はトレースレ
コード作成機能部、１３はトレースレコードファイル、
１４は測定対象プログラム、１５はトレースレコード編
集機能部、１６は解析範囲指定機能部、１７はトレース
レコード解析機能部、１８は解析結果表示機能部であ
る。

【００１４】本発明の一実施形態による実行ステップ数
の編集装置は、図１に示すように、大きく分けてトレー
スレコード取得機能部１０とトレースレコード編集機能
部１５とにより構成されている。トレースレコード取得
機能部１０は、更に測定対象プログラム制御機能部１１
とトレースレコード作成機能１２とにより構成されてい
る。また、トレースレコード編集機能部１５は、解析範
囲指定機能部１６と、トレースレコード解析機能部１７
と、解析結果表示機能部１８とにより構成されている。

【００１５】トレースレコード取得機能部１０の測定対
象プログラム制御機能部１１は、実行ステップ数の測定
対象となるプログラムを、この機能部１１の制御下で実
行させ、分岐命令毎に割り込みを発生させる。測定対象
プログラム制御機能部１１は、割り込みの発生を監視
し、割り込みが発生すると、トレースレコード作成機能
部１２を呼び出し、トレースレコード作成機能部１２に
トレースレコードの作成・出力を行わせ、トレースレコ
ードファイル１３を作成する。このトレースレコードフ
ァイル１３には、トレースレコード編集機能部１５で編
集を行う際に、実行ステップ数、関数遷移状況、割り込
みの発生、システムコールの発行状況等を出力すること
ができるように、イベントの種類、イベント発生アドレ
ス、イベント発生命令等の情報が格納される。

【００１６】トレースレコード編集機能部１５は、トレ
ースレコードファイル１３内のトレースレコードと測定
対象プログラム１４の構成情報とを入力として編集処理
を実行する。この編集処理は、まず、解析範囲指定機能
部１６が編集範囲の指定を行い、次に、トレースレコー
ド解析機能部１７が解析処理を行うことにより、図２に
示すような関数遷移図、図４に示すような関数呼出し関
連図を作成し、さらに、トレースレコード表示機能部１
８が作成した図を表示するという手順により実行され
る。

【００１７】図２に示す関数遷移図は、時系列順に実行
された関数のネスト２０と、関数名２１と、各関数で実
行されたステップ数２２とを表形式で出力したものであ
る。図２に示す例において、関数fancaは、関数fancbを
呼び出すまでの間に８５ステップの処理を行い、関数fa
ncbは、関数fancaに呼び出されてから関数fanccを呼び
出すまでに１０１ステップの処理を行い、関数fancc
は、関数fancbに呼び出されてから関数fancbにリターン
するまでに８７ステップの処理を行っている。これ以降
についての説明は省略するが、関数遷移図は、前述した
ように順次呼び出され、また、リターンする関数のネス
ト数により関連付けられて関数の遷移状態を示すと共
に、その処理ステップ数を示したものである。

【００１８】次に、トレースレコード解析機能部１７に
よる関数遷移図の作成動作を図３に示すフローを参照し
て説明する。

【００１９】（１）まず、最初のトレースレコードを読
み込み、トレースレコード内のアドレスと、測定対象プ
ログラムから取得した関数名称−関数アドレス対応表と
を比較して、関数名を取得し、解析用テーブル３０を作
成する。解析用テーブル３０は、解析に使用する一時情
報格納用テーブルであり、図３内に示すように、関数
名、表示ネスト数、実行ステップ数によるレコードによ
り構成され、まず、表示ネスト数＝１、実行ステップ数
＝０に初期設定される（ステップ３１、３２）。

【００２０】（２）次のトレースレコードを読み込み、
トレースレコードの取得に成功したか否かをチェック
し、次のトレースレコードがない場合、この処理を終了
する（ステップ３３、３４）。

【００２１】（３）ステップ３４でトレースレコードの
取得に成功したと判断した場合、トレースレコード間の
アドレス差分から実行ステップ数を算出し、ステップ３
２で作成した解析用テーブル３０のレコード内の実行ス
テップ数に加算する（ステップ３５）。

【００２２】（４）ステップ３３で取得したトレースレ
コードの分岐先アドレス、分岐命令から関数コールか否
かの判定を行い、関数コールであった場合、ここまでに
作成した解析用テーブルの各情報を出力する。その後、
トレースレコード内の分岐先アドレスと、関数名称−関
数アドレス対応表とから、コール先の関数名を取得し、
新たに解析用テーブル３０を作成する。解析用テーブル
のレコードにおける関数名以外の情報は、表示ネスト数
を前の表示ネスト数＋１に、実行ステップ数を０に設定
する（ステップ３６、３７）。

【００２３】（５）ステップ３６で関数コールではない
と判定した場合、分岐先アドレス、分岐命令から関数リ
ターンか否の判定を行い、関数リターンであった場合、
ここまでに作成した解析用テーブルの各情報を出力す
る。その後、トレースレコード内の分岐先アドレスと、
関数名称−関数アドレス対応表とから、リターン先の関
数名を取得し、新たに解析用テーブル３０を作成する。
解析用テーブルのレコードにおける関数名以外の情報
は、表示ネスト数を前の表示ネスト数−１に、実行ステ
ップ数を０に設定する（ステップ３８、３９）。

【００２４】（６）ステップ３９の処理終了後、及び、
テップ３８で関数リターンではないと判定した場合、ス
テップ３３からの処理を繰り返す。

【００２５】関数呼出し関連図は、図４に示すように、
関数遷移図を元にして、関数名称４０、各関数の呼出し
回数４１、各関数の実行ステップ数４３、自関数以下で
呼出している関数の実行ステップ数の合計４２を表形式
で出力して、関数の呼出し関連を示した図である。ま
た、図４においては、各関数のネスト数に応じて、その
関数の実行ステップ数４３、自関数以下で呼出している
関数の実行ステップ数の合計４２が右方にシフトされて
示される。

【００２６】関数呼出し関連図の作成は、図５に示すフ
ローに従って行われる。以下、図５を参照してその処理
を説明する。

【００２７】（１）最初のトレースレコードを読み込
み、トレースレコード内のアドレスと、測定対象プログ
ラムから取得した関数名称−関数アドレス対応表とを比
較して、関数名を取得し、起点ノードを作成する。作成
された起点ノードを処理の対象となるノードであるカレ
ントノードとする（ステップ５１、５２）。

【００２８】なお、ここで使用するノードは、図５内に
ノード５０として示すように、出現した各関数の情報
（関数名、実行ステップ数等）を保持することを目的と
した情報格納用テーブルであり、関数１つに対して１つ
作られ、子ノードを複数持つことができる双方向リスト
形式に構成されている。そして、ノード５０は、前ノー
ドに対するポインタ*pre、関数名name、呼び出し回数ca
ll、実行ステップ数（図４における４３)step、総実行
ステップ数（図４における４２)astep、内部処理に使用
する１回分の総実行ステップ数wastep、次ノードに対す
るポインタ*next「n」の各情報を持つ。

【００２９】起点ノードの関数名以外の情報は、 ・親（前）ノードのポインタ ：無し ・関数呼出し回数 ：１ ・実行ステップ数 ：０ ・総実行ステップ数 ：０ ・総実行ステップ数(呼出し１回分)：０ ・子（次）ノードのポインタ ：全て接続無し として設定される。

【００３０】（２）新しいトレースレコードを読み込
み、トレースレコードの取得に成功したか否かをチェッ
クし、トレースレコードが存在しない場合、解析を終了
して後述する出力処理を行って処理を終了する（ステッ
プ５３、５４、５Ｄ）。

【００３１】（３）ステップ５４で、トレースレコード
が存在した場合、取得したトレースレコード相互間のア
ドレス差分から実行ステップ数を算出し、その値をカレ
ントノードの実行ステップ数と、総実行ステップ数（呼
出し１回分）とに加算する（ステップ５５）。

【００３２】（４）分岐先アドレスや、分岐命令から関
数コールか否かの判定を行い、関数コールであった場
合、トレースレコード内の分岐先アドレスと、関数名称
−関数アドレス対応表とからコール先の関数名を取得
し、コール先関数名をキーとして、カレントノードにコ
ール先関数ノードが繋がっているかを検索する（ステッ
プ５６、５７）。

【００３３】（５）ステップ５７の検索で子ノードが見
つかったか否かの判定を行い、子ノードが見つかった場
合、発見したノードをコール先ノードとして使用し、コ
ール先ノードにおける情報を ・関数呼出し回数 ：＋１ ・総実行ステップ数(呼出し１回分)：０ に変更し、この情報変更後、カレントノードをコール先
ノードに変更し、ステップ５３からの処理を繰り返し実
行する（ステップ５８、５Ａ）。

【００３４】（６）ステップ５８で子ノードが見つから
なかった場合、新規にノードを作成する。新規ノードの
関数名以外の情報は、 ・親ノードのポインタ ：カレントノード ・関数呼出し回数 ：１ ・実行ステップ数 ：０ ・総実行ステップ数 ：０ ・総実行ステップ数(呼出し１回分)：０ ・子ノードのポインタ ：全て接続無し として設定される。この情報設定後、カレントノードを
新規ノードに変更し、ステップ５３からの処理を繰り返
し実行する（ステップ５９）。

【００３５】（７）ステップ５６の判定で関数コールで
なかった場合、分岐先アドレスや、分岐命令から関数リ
ターンか否かの判定を行い、関数リターンでなかった場
合、ステップ５３からの処理を繰り返し実行する（ステ
ップ５Ｂ）。

【００３６】（８）ステップ５Ｂの判定で関数リターン
であった場合、親ノードをリターン先ノードとして使用
する。そして、カレントノードの変更のある情報のみの
変更を行う。ここでは、カレントノードの総実行ステッ
プ数に、総実行ステップ数（呼び出し１回分）を加算す
る。また、リターン先ノードの変更のある情報のみの変
更を行う。ここでは、リターン先ノードの総実行ステッ
プ数（呼出し１回分）にカレントノードの総実行ステッ
プ数（呼出し１回分）を加算する。情報変更後、カレン
トノードをリターン先ノードに変更し、ステップ５３か
らの処理を繰り返し実行する（ステップ５Ｃ）。

【００３７】前述した処理を続けて、ステップ５４でト
レースレコードがなくなった場合、ステップ５Ｄによる
関数呼出し関連図の出力処理が行われる。これにより、
図４に示すような関数呼出し関連図が出力される。以
下、図６を参照して、ステップ５Ｄによる出力処理の詳
細を説明する。

【００３８】（１）カレントノードを起点ノードに設定
し、カレントノード（起点ノード）の情報を出力する
（ステップ６１、６２）。

【００３９】（２）カレントノードにデータの出力を行
っていない子ノードが存在するか否かを判定する（ステ
ップ６３）。

【００４０】（３）ステップ６３の判定で、出力を行っ
ていない子ノードが存在した場合、カレントノードを子
ノードに移動させ、移動後のカレントノードの情報を出
力し、ステップ６３からの処理を続ける（ステップ６
４）。

【００４１】（４）ステップ６３の判定で、出力を行っ
ていない子ノードが存在しない場合、親ノードが存在す
るか否かを判定し、親ノードが存在しない場合、出力処
理を終了する（ステップ６５）。

【００４２】（５）ステップ６５の判定で、親ノードが
存在している場合、カレントノードを親ノードに移動さ
せ、ステップ６３からの処理を続ける（ステップ６
６）。

【００４３】なお、出力処理は、前述した出力方法以外
に、以下のような出力規則を持って実行される。同じノ
ードに複数の子ノードが接続されている場合、子ノード
間の出力順番は総実行ステップ数が多い順とする。関数
の呼出し間連が、表の見た目でわかる様に、ステップ数
の表示を行う際に図４に示すように段を付けるように出
力する。

【００４４】次に、解析範囲の指定について説明する。
前述までに説明した本発明の実施形態は、取得したトレ
ースレコード全部を元に関数呼出し関連図を作成してい
たが、解析範囲指定は、まず、図２に示す関数遷移図を
作成した後、この関数遷移図の中で、図７に示すように
解析開始点７１と解析終了点７２とを指定することによ
って、指定された間の範囲のみで関数呼出し関連図等の
作成を可能とする機能部である。

【００４５】図８に示すフローを参照して、解析範囲の
指定と、指定された範囲での関数呼出し関連図作成の処
理動作について説明する。この処理フローは、図５によ
り説明した関数呼出し関連図の作成の処理フローに二重
線で囲んだ処理を追加したものである。

【００４６】（１）まず、関数遷移図から指定された解
析開始点迄に実行される実行ステップ数（開始ステップ
数）と解析終了迄に実行される実行ステップ数（終了ス
テップ数）とを取得して保持する。また、また、解析開
始フラグと総実行ステップ数保存変数とを用意し初期値
として“０”を代入する（ステップ８１）。

【００４７】（２）図５により説明したステップ５１〜
５４と同一の処理を順次実行する（ステップ５１〜５
４）。

【００４８】（３）開始フラグが“１”とされていて、
解析が開始されているか否かを判定し、開始フラグが
“０”とされていて、解析が開始されていない場合、ト
レースレコード間のアドレス差分から、実行ステップ数
を取得して総実行ステップ数に加算する（ステップ８
２、８３）。

【００４９】（４）総実行ステップ数が開始ステップ数
に達したか否かを判定し、達していない場合、ステップ
５２の処理に戻って処理を続け、また、総実行ステップ
数が開始ステップ数に達した場合、開始フラグを“１”
に設定する（ステップ８４、８５）。

【００５０】（５）ステップ８２の判定で、開始フラグ
が“１”とされていて、解析が開始された場合、及び、
ステップ８５の処理で開始フラグが“１”とされた場
合、図５により説明したフローにおけるトレースレコー
ド解析処理のステップ５５〜５Ｃの処理を実行する（ス
テップ８２、５５〜５Ｃ）。

【００５１】（６）前述のトレースレコード解析処理の
終了後、該処理から渡された実行ステップ数を総実行ス
テップ数に加算し、総実行ステップ数が終了ステップ数
に達したか否かの判定を行う（ステップ８６、８７）。

【００５２】（５）ステップ８７の判定で、総実行ステ
ップ数が終了ステップ数に達していなければ、ステップ
５３の処理に戻って処理を続け、また、総実行ステップ
数が終了ステップ数に達していた場合、図６により説明
した出力処理を行う（ステップ５Ｄ）。

【００５３】前述した本発明の実施形態によれば、実行
ステップ数の取得結果を関数の呼出し間連が理解し易い
形で出力することができるので、プログラム性能解析作
業を効率良く行うことができ、また、解析範囲の指定を
行うことにより、実行タイミングの違いなどによる実行
ステップ数の比較を行い易くすることができる。

【００５４】なお、前述した本発明の実施形態は、関数
単位に実行ステップ数を採取するとして説明したが、本
発明は、モジュール単位に実行ステップ数を採取するよ
うにしてもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、実
行ステップ数の取得結果を関数の呼出し間連が理解し易
い形で出力できるようになり、作業者によるプログラム
の性能解析作業が効率良く行うことができる。また、解
析範囲の指定を行うことができるので、実行タイミング
の違いなどによる実行ステップ数の比較も容易に行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による実行ステップ数の編
集装置の全体の構成を示すブロック図である。

【図２】関数遷移図の構成を説明する図である。

【図３】関数遷移図の作成動作を説明するフローチャー
トである。

【図４】関数呼出し関連図の構成を説明する図である。

【図５】関数呼出し関連図の作成動作を説明するフロー
チャートである。

【図６】関数呼出し関連図の出力動作を説明するフロー
チャートである。

【図７】解析範囲の指定方法を説明する図である。

【図８】解析範囲を指定した解析の実行動作を説明する
フローチャートである。

【符号の説明】

１０ トレースレコード取得機能部 １１ 測定対象プログラム制御機能部 １２ トレースレコード作成機能部 １３ トレースレコードファイル １４ 測定対象プログラム １５ トレースレコード編集機能部 １６ 解析範囲指定機能部 １７ トレースレコード解析機能部 １８ 解析結果表示機能部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソフトウェアプログラムの実行ステップ
   数の編集装置において、測定対象プログラムの実行情報
   を分岐命令の実行及び割り込みの発生を契機にトレース
   レコードとして時系列順に取得する手段と、測定対象プ
   ログラムの構成情報とトレースレコードとから、測定対
   象プログラム内の特定の関数を基準として、前記関数か
   ら遷移する関数の遷移状況と、前記関数から遷移する各
   関数の呼出し回数と、実行ステップ数と、前記関数から
   遷移する全ての関数の実行ステップ数の合計との複数の
   情報を取得する手段と、これらの情報を測定対象プログ
   ラムの関数呼出し関連図上に出力する手段とを備えるこ
   とを特徴とする実行ステップ数の編集装置。
2. 【請求項２】 前記測定対象プログラムの編集範囲を指
   定して、前記複数の情報が出力された関数呼出し関連図
   を作成する手段を備えることを特徴とする請求項１記載
   の実行ステップ数の編集装置。