JP2000066923A - エミュレータにおける全命令トレースの制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の処理では実現が不可能であったエミュ
レータにおける全命令トレースをすべて正しく適確に行
うことができるエミュレータにおける全命令トレースの
制御方法を提供する。 【解決手段】 全命令トレース実行中時にエミュレータ
がＣＰＵのトレースフラグをオフにしようとしても、全
命令トレース用シングルステップ割り込み処理プログラ
ムがそれを阻止し、全命令トレースデータの収集を行
い、また全命令トレース仮停止中時にエミュレータがＣ
ＰＵのトレースフラグをオンにしても、全命令トレース
用シングルステップ割り込み処理プログラムがオフに戻
し、この時全命令トレースデータの収集を行わない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置内の
中央演算ユニット（以下、ＣＰＵと略記する）が全命令
トレースを行い、このトレース対象のオペレーティング
システムが他のシステムのシステムコールの動作をエミ
ュレートするエミュレータにおける全命令トレースの制
御方法に関し、特に電子計算機、ワードプロセッサ、電
子交換機、ワークステーション等の情報処理装置内のＣ
ＰＵの全命令トレースの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、性能評価等の目的のため、評価
対象のオペレーティングシステムのプログラム（該オペ
レーティングシステム上で動作するすべてのアプリケー
ションプログラムを含み、全命令トレースを行うための
プログラムを除く、以下省略）の命令群の内、ＣＰＵが
実行するすべての命令に関する情報（実行された命令の
内容、命令の長さ、レジスタの変化状況、変化したレジ
スタの内容、その他必要に応じてプログラムの管理単位
であるスレッドの情報等の情報）を１命令の実行直前毎
に収集することを、全命令トレースと言い、その全命令
トレースによって収集された情報を全命令トレースデー
タと言う。上記プログラムは、関数（プログラムからコ
ールされ、入り口が１つであるプログラム）並びに割り
込み処理プログラム（割り込み等を契機としてコールさ
れるプログラムであり、通常はプログラムからはコール
されないプログラム）からなり、全命令トレースにおい
てはそれらのすべてがトレース対象である（関数のみの
トレースしか行わないものは、全命令トレースとは言わ
ない）。

【０００３】シングルステップ割り込み機能を持つＣＰ
Ｕの元での全命令トレースにおいては、関数に関しては
予めＣＰＵのトレースフラグをＯＮとしておき、割り込
み処理に関しては、その先頭でＣＰＵのトレースフラグ
をＯＮとする等によって、ＣＰＵに１命令の実行直前毎
にシングルステップ割り込みを起こさせることが一般的
に行われている。

【０００４】ＣＰＵが評価対象のオペレーティングシス
テムの１命令を実行する直前毎に、ＣＰＵ自身に起こさ
せるシングルステップ割り込みを利用して、ＣＰＵは全
命令トレース用シングルステップ割り込み処理プログラ
ムに制御を渡し、そのプログラムが全命令トレースデー
タを収集し、一旦全命令トレースデータバッファという
メモリ上のエリアに格納して、上記割り込み元にリター
ンし、リターン後にＣＰＵは、割り込まれた命令を１命
令実行し、その実行が終わって、次の１命令を実行する
直前に、上記と同様にシングルステップ割り込みを起こ
させることにより、評価対象のオペレーティングシステ
ムのプログラムの命令群の内、実行されるすべての命令
の全命令トレースが行われる。

【０００５】上記全命令トレースにおいては、一般に、
何らかの手法で全命令トレースの開始点を検出した時点
（その手法は多数あり、任意、以下全命令トレース開始
時点と略記）で、ＣＰＵのトレースフラグをＯＮとし、
何らかの手法で全命令トレースの停止点を検出した時点
（その手法は多数あり、任意、以下全命令トレース停止
し時点と略記）でＣＰＵのトレースフラグをＯＦＦとす
ることにより、その時実行中のプログラムの全命令トレ
ースを制御するが、以下に示す手法の中で示すように、
それだけでは全命令トレース開始時点〜全命令トレース
終了時点までのすべてのスレッドや割り込み処理の全命
令トレースを行うことができないので、従来より、一般
に全命令トレースにおいては下記の２つの手法を併用す
る。

【０００６】（１）全命令トレースは、割り込み処理に
おいても、全命令トレースデータを収集しなければなら
ないが、割り込み処理においては、一般に、ＣＰＵが、
割り込まれた時のトレースフラグをスタックに退避し、
トレースフラグをＯＦＦとした後に、割り込み処理プロ
グラムに制御を渡す。従って、何もしないと、割り込み
処理プログラムの命令の実行においてシングルステップ
割り込みが発生しないため、全命令トレースデータを収
集することができない。それに対処するために、上記全
命令トレース開始時点で、外部変数「全命令トレース実
行中」に１（初期値は０）を設定し、上記全命令トレー
ス停止時点で、該外部変数の値を０に戻し、割り込み処
理の先頭で、該外部変数の値をチェックし、該値が１の
時のみ、ＣＰＵのトレースフラグに１を設定することに
より、全命令トレース実行中にのみ、割り込み処理の部
分も全命令トレースを行う（当然ながら、シングルステ
ップ割り込みは、全命令トレースの情報を収集する処理
であるので、上記処理は行わない。シングルステップ割
り込み処理だけは、全命令トレース対象外である）。

【０００７】（２）一般にオペレーティングシステム内
にはスレッド（独立して走行するプログラムの単位）が
多数存在し、オペレーティングシステムは、それらのス
レッドを適宜切り換えて実行することにより、ＣＰＵの
有効利用を図る。しかし、ＣＰＵが１時点で実行してい
るスレッドは、ただ１つである。そのため、その時実行
されていないスレッドは、その実行は一旦中断されてい
る。そして、その中断されたスレッドを適宜再開するた
めに、中断時点のレジスタ等の情報を、そのスレッドの
スタックエリアに退避している。その中には、ＣＰＵの
トレースフラグも含まれる。従って、何もしないと、現
在のスレッドの実行が中断され、既に中断されているス
レッドを再開する時に、スタックエリアに退避されてい
るトレースフラグ等は、中断直前の状態に回復され、そ
の時に、トレースフラグがＯＦＦになってしまうため、
全命令トレースが行われない結果となる。それらを回避
する（すべてのスレッドの全命令トレースを実行させ
る）ために、一般に、上記トレース開始時点において、
すべてのスレッドのスタックエリアに既に退避されてい
るトレースフラグをすべてＯＮにし、上記トレース停止
時点において、ＯＦＦに戻すことにより、全命令トレー
ス実行中に、すべてのスレッドの全命令トレースが行わ
れるようにしている。上記スタックエリアは、一般にカ
ーネルスタックエリアと呼ばれ、そのスタックエリア
は、カーネル空間（全命令トレース用シングルステップ
割り込み処理プログラム等のカーネル関連プログラムか
ら可視である空間）にあり、スレッド毎に予め決められ
た構造体内にあるので、上記のように、トレース開始時
点とトレース停止時点に、一度に変更することが可能で
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
おいては、１つのオペレーティングシステム内において
別のオペレーティングシステムのシステムコールの動作
を、ユーザ空間上でエミュレートするエミュレータが実
現されている。該エミュレータは、オペレーティングシ
ステムが動作するカーネル空間で動作するのではなく、
スレッド等毎にあるユーザ空間上で動作し、そのため、
そのスタック情報は、ユーザスタック（上記カーネルス
タックとは別のユーザ毎のスタック）に格納される。

【０００９】一方、他のオペレーティングシステムのシ
ステムコールをユーザ空間上でエミュレーションするた
めには、システムコールで呼ばれるプログラムはシステ
ム空間になければならないので、システムコールで一旦
システム空間に行った時に、そのシステムコールルーチ
ン等によりスタック等に退避された情報を、ユーザスタ
ック上にコピーし、その後、ユーザ空間にジャンプし
て、システムコールのエミュレート動作を行い、最後
に、上記ユーザスタック上にコピーされた情報を回復
することによって、上記システムコールの発行元にリタ
ーンする。そしてその回復される情報の中に、トレース
フラグが含まれる。即ち、そのトレースフラグの情報
は、ユーザスタック内にあり、ユーザスタック内のどの
位置にあるかは、そのスレッドでどのようにユーザスタ
ックが使用されたかに依存し（上記のカーネルスタック
のように、スレッド毎の特定の位置にある訳ではないの
で）、従来の技術で述べた手法のように、トレース開始
時点やトレース終了時点では、上記のトレースフラグの
アドレスを特定することができないので、変更すること
ができない（そのスタックを実際に退避回復する場所で
しか、その位置を知ることができない）。

【００１０】従って、従来の手法においては、別のオペ
レーティングシステムのシステムコールの動作をユーザ
空間上でエミュレートするエミュレータが搭載されてい
るシステムにおいては、上記ののトレースフラグの回
復が行われた時点以降はトレースフラグがＯＦＦになっ
てしまい、そのため、そのエミュレータが動作している
スレッドの全命令トレースを行うことができないという
問題がある。

【００１１】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、従来の処理では実現が不可能
であったエミュレータにおける全命令トレースをすべて
正しく適確に行うことができるエミュレータにおける全
命令トレースの制御方法を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、情報処理装置内の中央演
算ユニットが全命令トレースを行い、このトレース対象
のオペレーティングシステムが他のシステムのシステム
コールのエミュレーションを行い、このエミュレーショ
ンを含むすべての命令の実行の全命令トレースを行う場
合において、全命令トレース用シングルステップ割り込
み処理プログラムの外部変数の計数手段としてカウンタ
を設け、全命令トレースの実行中においては、前記プロ
グラムがエミュレーションにおけるトレースフラグをオ
フにする命令を検出した場合、このオフを阻止し、前記
カウンタの値に１を加算し、全命令トレースの終了以降
（以下、全命令トレース仮停止中と略記）においては、
前記カウンタの値が０でない場合に、前記プログラムが
シングルステップ割り込みの発生を監視し、該割り込み
が発生した場合は、トレースフラグをオフとし、前記カ
ウンタから１を減算し、この結果のカウンタの値が０で
ない場合は、前記監視を継続し、この結果のカウンタの
値が０である場合は、前記監視を停止して、全命令トレ
ースのすべての動作を終了することを要旨とする。

【００１３】請求項１記載の本発明にあっては、全命令
トレース実行中時にエミュレータがＣＰＵのトレースフ
ラグをオフにしようとしても、全命令トレース用シング
ルステップ割り込み処理プログラムがそれを阻止し、全
命令トレースデータの収集を行い、また全命令トレース
仮停止中時にエミュレータがＣＰＵのトレースフラグを
オンにしても、全命令トレース用シングルステップ割り
込み処理プログラムがオフに戻し、この時全命令トレー
スデータの収集を行わないため、エミュレータにおける
全命令トレースを適確に行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を説明する前
に、まず上述したように、従来、エミュレータが動作し
ているスレッドの全命令トレースを行うことができない
という問題を解決するために利用する４つの事実および
本発明の概要について説明する。この４つの事実は以下
の通りである。

【００１５】上記トレースフラグの回復は、ＰＯＰＦ
Ｄという特定の命令によってのみ可能であり、エミュレ
ータは上記命令によりトレースフラグを回復する。

【００１６】上記の特定の命令においては、トレース
フラグに設定される値は、（命令仕様に基づいて）ＣＰ
Ｕのスタックポインタが示すアドレスの位置に存在す
る。

【００１７】上記のスタックポインタの内容は、上
記命令を実行する直前でシングルステップの割り込みが
発生した場合、ＣＰＵの機能により、スタック内に格納
される。

【００１８】従来の手法においては、上記の特定の命
令の実行の直前のシングルステップ割り込みまでは、全
命令トレースが正常に行われる（上記命令の次の命令以
降からシングルステップ割り込みが起こらなくなる）。

【００１９】上記の事実にしたがって、全命令トレース
開始時点から全命令トレース仮停止時点の間（以下、全
命令トレース実行中時と略記）において以下を行う。

【００２０】（１）命令が実行される直前に発生するシ
ングルステップ割り込みによって制御が渡される「全命
令トレース用シングルステップ割り込み処理プログラ
ム」は、全命令トレース実行中時においては、その時に
実行されようとした命令が、上記ＰＯＰＦＤであるかど
うかをチェックし、上記の特定の命令でないなら、従来
と同じ処理を行う。上記の特定の命令であれば、従来の
処理を行う前に、以下を実施する。

【００２１】(A) 「”ＣＰＵによって退避されたスタッ
クポインタ”の内容が示すアドレスのエリアの内容」
（即ちトレースフラグが格納されているエリアの内容）
をチェックし、 (a) トレースフラグがＯＮであるなら、そのエリアの内
容のトレースフラグをＯＮとする。これによって、全命
令トレース用シングルステップ割り込み処理プログラム
からリターンした時に実行されるＰＯＰＦＤによってＣ
ＰＵのトレースフラグがＯＮに設定される。 (b) トレースフラグがＯＦＦであるなら、何もしない。 以上によって、エミュレータを含むすべての全命令トレ
ースが可能となる。

【００２２】しかしながら、上記の実現だけでは、次の
問題が発生する。

【００２３】上記（Ａ）によってＯＮが設定されたトレ
ースフラグは、エミュレータによってスタックに退避さ
れる場合があるので、全命令トレース停止時に従来の方
法によって、すべてのスレッドのトレースフラグをＯＦ
Ｆにしても、その後に、上記で退避されていたトレース
フラグが回復された時点で、再び、シングルステップ割
り込みが発生してしまい、何もしないと再び全命令トレ
ースが実施されてしまう。

【００２４】それらに対処するために、以下を行う。

【００２５】（２）外部変化「トレースＯＮ化累積カウ
ンタ」「全命令トレース仮停止」を設け、予め０に初期
設定しておく。

【００２６】（３）上記（１）（Ａ）（ａ）で、「トレ
ースＯＮ化累積カウンタ」に１を加算する。

【００２７】（４）全命令トレース仮停止時に、「トレ
ースＯＮ化累積カウンタ」が０であるかどうかをチェッ
クし、０でないなら、「全命令トレース実行中」に０を
設定して、従来の全命令トレースの停止を行うだけでな
く、「全命令トレース仮停止」に１を設定する。

【００２８】０なら、「全命令トレース実行中」に０を
設定して、従来の全命令トレースの停止を行う。

【００２９】（５）全命令トレース用シングルステップ
割り込み処理プログラムは、「全命令トレース仮停止」
が１であるかどうかをチェックし、０であるなら、従来
の処理と、上記（１）の処理を行うが、１である場合
は、従来の処理も、上記（１）も行わず（全命令トレー
スデータの収集等は行わず）以下を行う。

【００３０】(a) スタックエリアに退避されているエラ
ーフラグの内容をＯＦＦとすることにより、全命令トレ
ース用シングルステップ割り込み処理プログラムからリ
ターンした時に、ＣＰＵのトレースフラグをＯＦＦとさ
せる。 (b) 「トレースＯＮ化累積カウンタ」より１を減算す
る。 (c) 上記（ｂ）の結果が０であるなら、「全命令トレー
ス仮停止」に０を設定することにより、全命令トレース
が完全に停止する。 (d) 全命令トレース用シングルステップ割り込み処理プ
ログラムよりリターンする。

【００３１】以上により、オペレーティングシステム内
に別のオペレーティングシステムのシステムコールの動
作をユーザ空間上でエミュレートするエミュレータが搭
載されていても、エミュレータの動作を含んだ全命令ト
レースを正しく行うことが可能となる。

【００３２】本発明においては、上述したように、オペ
レーティングシステム内に別のオペレーティングシステ
ムのシステムコールの動作をユーザ空間上でエミュレー
トするエミュレータが搭載されている場合に、全命令ト
レース実行中時の場合は、エミュレータがトレースフラ
グをＯＦＦにしようとしても、それを実施する命令の実
行の直前で、全命令トレース用シングルステップ割り込
み処理プログラムがそれを阻止し、また全命令トレース
仮停止時の後に、エミュレータがトレースフラグをＯＮ
にしても、そのＯＮによる（次の命令が実行される直前
に発生する）シングルステップ割り込みによる全命令ト
レース用シングルステップ割り込み処理プログラムの走
行で、全命令トレースデータを収集せず、且つ、該割り
込み処理プログラムからリターンした時に、トレースフ
ラグがＯＦＦになるように、スタックの内容を変更する
ので、エミュレータの動作を含んだ全命令トレースを正
しく行うことが可能となる。

【００３３】次に、図面を用いて、本発明の一実施形態
に係るエミュレータにおける全命令トレースの制御方法
について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る
エミュレータにおける全命令トレースの制御方法を実施
する装置の構成を示すブロック図である。同図に示す実
施形態は、シングルステップ割り込み機能を有するＣＰ
Ｕ１（例えば、INTEL Pentium ）、割り込み制御チップ
２（例えば、INTEL 8259）、全命令トレースデータ用の
２次記憶装置３（例えば、ＩＤＥセカンダリーＨＤ、Ｉ
ＲＱ番号１５配下）、およびメモリ４を有する。メモリ
４は、オペレーティングシステム用情報１０、全命令ト
レース用シングルステップ割り込み処理プログラム１
１、全命令トレース用２次記憶装置のバッファ１２、お
よび全命令トレース用のその他の情報１３を記憶してい
る。

【００３４】まず、シングルステップ割り込み機能を有
するＣＰＵ１は、割り込み制御チップ２と信号線によっ
て接続されており、該チップからの割り込みの有無や該
チップの状態の情報等を受け取ることができ、また、該
チップへの割り込み受け取り完了の通知等の情報を出力
できる。また、ＣＰＵ１は、全命令トレースデータ用の
２次記憶装置３およびメモリ４とバスによって接続され
ており、それらの装置並びにメモリに対する情報のリー
ドおよびライトが可能である。メモリ４内の情報は、オ
ペレーティングシステム用情報１０、全命令トレース用
シングルステップ割り込み処理プログラム１１、２次記
憶装置のバッファ１２、およびその他の情報１３より構
成される。

【００３５】図２は、オペレーティングシステム用情報
１０の中にある全命令トレース用シングルステップ割り
込み処理プログラム１１の走行時のスタックの構造であ
り、シングルステップ割り込みによって作成されるスタ
ック５０と、その割り込みが発生する直前のユーザの状
態フラグ６０、並びに、スタックポインタ７０からな
る。また、スタック５０は、旧スタックセグメント番号
５１、旧スタックポインタ５２、旧状態フラグ５３、旧
コードセグメント番号５４、旧命令アドレス５５、レジ
スタ情報群５６からなる。

【００３６】それらの内、スタックポインタ７０は、レ
ジスタ情報群５６の最後の４バイトのアドレスをポイン
トしており、旧スタックポインタ５２は、ユーザの状態
フラグ６０をポイントしている関係を示す。

【００３７】図３は、状態フラグ９０の構造を示してお
り、該状態フラグは、３２ビットの情報からなり、その
内８番目のビットがトレースフラグ９１であることを示
す。この状態フラグ９０の構造は、ユーザの状態フラグ
６０および旧状態フラグ５３の中の構造を示す。

【００３８】次に、図４および図５に示すフローチャー
トを参照して、上記実施形態の作用について説明する。
なお、この説明では、全命令トレース実行中時において
エミュレータが初めてＰＯＰＦＤ命令を実行しようとし
ている時を例にとって説明する。

【００３９】この時、外部変数「全命令トレース実行
中」の値は１、「トレースＯＮ化累積カウンタ」および
「全命令トレース仮停止」の値は０である（外部変数と
は、どこからでも見える領域であり、構成上はどこに存
在してもよい。本実施形態においては、図１のブロック
１３で示すその他の情報の中にある）。

【００４０】全命令トレース実行中時において、エミュ
レータがＰＯＰＦＤ命令を実行しようとすると、その命
令の実行の直前に、シングルステップ割り込みが発生
し、ＣＰＵ１は、図４の全命令トレース用シングルステ
ップ割り込み処理プログラム１１のステップＳ１００に
制御を渡す。その時、スタック５０には、図２の５１〜
５５の情報を、ＣＰＵ１のスタックポインタには旧命令
アドレス５５のエリアのアドレスを、ＣＰＵ１は、自動
的に設定する。次に、ＣＰＵ１は図４のレジスタ等の退
避（ステップＳ１００）を実行すると、スタック５０の
中のレジスタ情報群５６にレジスタ等の内容を退避し、
ＣＰＵ１のスタックポインタ７０の内容は、図２に示す
ように、レジスタ情報群５６の最後の４バイトの位置の
アドレスとなる。

【００４１】次に、外部変数「全命令トレース仮停止」
の値が０かどうかをチェックし（ステップＳ１０１）、
ここではＹＥＳであるので、ステップＳ１０２へ行き、
外部変数「全命令トレース実行中」が０でないかどうか
をチェックする（ステップＳ１０２）。ここでは、全命
令トレース実行中であり、ＹＥＳであるので、全命令ト
レースデータを収集してバッファに格納し、適宜、２次
記憶装置３に出力する（ステップＳ１０４）。それか
ら、シングルステップ割り込みを起こした命令のアドレ
スがユーザ空間であるかどうかを［スタック５０内の旧
命令アドレス（この場合、上記ＰＯＰＦＤ命令のアドレ
ス）がユーザ空間（本実施形態では、ユーザ空間のアド
レスは値がOXC0000000より小）であるか］チェックする
（ステップＳ１０５）。該命令はエミュレータの命令で
あるから、ユーザ空間であるので、ＹＥＳとなり、次
に、該命令がＰＯＰＦＤの命令であるかどうかを［スタ
ック５０内の旧命令アドレス５５を当プログラムが動作
しているシステム空間の値に変換して、そのアドレスが
ポイントするエリアの内容が、OX9D（ＰＯＰＦＤの命令
コード）であるかを］チェックし（ステップＳ１０
６）、この場合ＹＥＳであるので、ステップＳ１０７
で、旧スタックポインタ５２の内容よりユーザの状態フ
ラグ６０のアドレスを得、状態フラグ６０の内、図３の
トレースフラグ９１を得、その値がＯＦＦであるかどう
かをチェックする（ステップＳ１０８）。ここでは、全
命令トレース実行中時でエミュレータが初めてＰＯＰＦ
Ｄを実行しようとしている時であるので、該ビットはＯ
ＦＦであり、ＹＥＳとなり、ステップＳ１０９へ行き、
ユーザの状態フラグ６０のトレースフラグ９１に１（Ｏ
Ｎ）を設定し、外部変数「トレースＯＮ化累積カウン
タ」に１を加算（結果は１となる）した後、ステップＳ
２００へ進む。

【００４２】ステップＳ２００では、（一般にオペレー
ティングシステム用情報１０内の現スレッドアドレス
と、予めユーザが指定した全命令トレースの終了用スレ
ッドアドレスとが一致し、且つスタック５０内の旧命令
アドレス５５と、予めユーザが指定した全命令トレース
の終了用命令アドレスとが一致するかどうかをチェック
することにより）全命令トレースの終了が必要かどうか
をチェックし、（エミュレータ内でトレースを終了する
ことは一般にないので）この場合ＮＯであるので、ステ
ップＳ２０５に行き、レジスタ等の回復を行い、ステッ
プＳ２０６で、ＩＲＥＴ命令で割り込み元に戻る。

【００４３】割り込み元は、上記ＰＯＰＦＤの命令であ
るから、その命令が実行されるが、そのときユーザの状
態フラグ６０のトレースフラグ９１は、ステップＳ１０
９でＯＮに変更されているので、上記命令の実行によ
り、ＣＰＵのトレースフラグはＯＮになり、次の命令の
実行直前以降も、シングルステップ割り込みは継続して
発生することとなる。

【００４４】次に、全命令トレースの終了が必要な命令
の実行の直前に発生するシングルステップ割り込みの場
合を考える。上記と同様に全命令トレース用シングルス
テップ割り込み処理プログラムに制御を渡されると、レ
ジスタ等の退避を行い（ステップＳ１００）、全命令ト
レース仮停止＝０かどうかをチェックし（ステップＳ１
０１）、全命令トレース実行中が０でないかどうかをチ
ェックし（ステップＳ１０２）、全命令トレースデータ
を収集して、適宜２次記憶装置３に出力し（ステップＳ
１０４）、シングルステップ割り込みを起こした命令の
アドレスがユーザ空間かどうかをチェックし（ステップ
Ｓ１０５）、（一般に、全命令トレースの停止は、ユー
ザ空間で行うので）シングルステップ割り込みを起こし
た命令はＰＯＰＦＤかどうかをチェックする（ステップ
Ｓ１０６）が、（エミュレータ内でトレースを止めるこ
とは通常有り得ないので）ＮＯとなり、ステップＳ２０
０で（一般にオペレーティングシステム用情報１０内の
現スレッドアドレスと、予めユーザが指定した全命令ト
レースの終了用スレッドアドレスとが一致し、且つスタ
ック５０内の旧命令アドレス５５と、予めユーザが指定
した全命令トレースの終了用命令アドレスとが一致する
かどうかをチェックすることにより）全命令トレースの
終了が必要かのチェックを行い、ここでＹＥＳとなり、
ステップＳ２０１へ進む。

【００４５】ステップＳ２０１では、従来処理のトレー
ス停止処理（一般にＣＰＵが退避したスタック５０内の
旧状態フラグ５３のトレースフラグ９１をＯＦＦとし、
オペレーティングシステム用情報１０内にあるすべての
スレッドのカーネルスタック上のトレースフラグ９１を
ＯＦＦとし、外部変数「全命令トレース実行中」に０を
設定する処理）を行い、ステップＳ２０２で、外部変数
「トレースＯＮ化累積カウンタ」が０かどうかをチェッ
クする。０である場合は、従来の処理と同様に、ステッ
プＳ２０５に行くことにより、全命令トレースを停止す
るが、この場合、外部変数「トレースＯＮ化累積カウン
タ」は、１であるので、ステップＳ２０４へ行き、外部
変数「全命令トレース仮停止」に１を設定し、ステップ
Ｓ２０５でレジスタ等の回復を行い、ステップＳ２０６
でＩＲＥＴ命令を発行し、割り込み元へ戻る。

【００４６】割り込み元に戻る時に、ＣＰＵは、自動的
にスタック５０内の旧状態フラグ５３のトレースフラグ
９１をＣＰＵのトレースフラグに設定し、その値は、ス
テップＳ２０１でＯＦＦに設定されているので、戻った
後、次の命令の実行直前等では、シングルステップ割り
込みは発生しなくなる。しかし、エミュレータが、ＰＯ
ＰＦＤ命令を実行すると、その時のユーザの状態フラグ
６０のトレースフラグ９１は、上記ステップＳ１０９で
ＯＮに設定したままであるので、該命令を実行した後
に、ＣＰＵのトレースフラグはＯＮに戻るので、その後
の命令の実行直前にシングルステップ割り込みが発生
し、再び、図４の全命令トレース用シングルステップ割
り込み処理プログラムのステップＳ１００に制御が渡
る。その後、上記と同様に、ステップＳ１００でレジス
タ等の退避を行い、ステップＳ１０１で、外部変数「全
命令トレース仮停止」が０であるかどうかをチェックす
るが、該変数には１が設定されているので、ステップＳ
１０４の全命令トレースデータの収集等は行われず、ス
テップＳ１１０へ進む。

【００４７】ステップＳ１１０では、（旧状態フラグ５
３の中のトレースフラグ９１をＯＦＦに設定することに
より）ＣＰＵが退避したスタック５０内のトレースフラ
グ９１をＯＦＦに設定し、外部変数「トレースＯＮ化累
積カウンタ」より１を減算し、この場合結果は０となる
ので、ステップＳ１１１においてＹＥＳとなり、ステッ
プＳ２０３に進み、外部変数「全命令トレース仮停止」
に０を設定し、レジスタ等の回復をステップＳ２０５で
行い、ステップＳ２０６でＩＲＥＴ命令で割り込み元に
戻る。その時、ステップＳ２０５で回復したトレースフ
ラグはＯＦＦに設定されているので、ＣＰＵのトレース
フラグは０となり、以降、シングルステップ割り込みは
発生しなくなる。また、外部変数「全命令トレース仮停
止」と「全命令トレース実行中」の内容は、共に０であ
るので、以降例えシングルステップ割り込みが発生して
も、それは全命令トレースとは関係がないのでステップ
Ｓ１０２においてオペレーティングシステムのデバッガ
へ行くことになる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オペレーティングシステム内に別のオペレーティングシ
ステムのシステムコールの動作をユーザ空間上でエミュ
レートするエミュレータが搭載されている場合に、全命
令トレース実行中時に、エミュレータがＣＰＵのトレー
スフラグをＯＦＦにしようとしても、全命令トレース用
シングルステップ割り込み処理プログラムが、それを阻
止して、且つ全命令トレースデータの収集を行い、ま
た、全命令トレース仮停止中時に、エミュレータがＣＰ
ＵのトレースフラグをＯＮにしても、全命令トレース用
シングルステップ割り込み処理プログラムが、それをＯ
ＦＦに戻し、且つ、その時全命令トレースデータの収集
を行わないので、従来処理では実現が不可能であったエ
ミュレータにおける全命令トレースをすべて正しく行う
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るエミュレータにおけ
る全命令トレースの制御方法を実施する装置の構成を示
すブロック図である。

【図２】図１に示す実施形態における全命令トレース用
シングルステップ割り込み処理プログラムの走行時のス
タックの構造を示す図である。

【図３】図１に示す実施形態における状態フラグの構造
を示す図である。

【図４】図１に示す実施形態の作用の一部を示すフロー
チャートである。

【図５】図１に示す実施形態の作用の図４に続く一部を
示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ シングルステップ割り込み機能を有するＣＰＵ ２ 割り込み制御チップ ３ 全命令トレースデータ用の２次記憶装置 ４ メモリ １０ オペレーティングシステム用情報 １１ 全命令トレース用シングルステップ割り込み処理
プログラム １２ 全命令トレース用２次記憶装置のバッファ １３ 全命令トレース用のその他の情報 ５０ 全命令トレース用シングルステップ割り込み処理
プログラムの走行時のスタック ５１ 旧スタックセグメント番号 ５２ 旧スタックポインタ ５３ 旧状態フラグ ５４ 旧コードセグメント番号 ５５ 旧命令アドレス ５６ レジスタ情報群 ６０ ユーザの状態フラグ ７０ スタックポインタ ９０ 状態フラグの構造 ９１ トレースフラグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報処理装置内の中央演算ユニットが全
   命令トレースを行い、このトレース対象のオペレーティ
   ングシステムが他のシステムのシステムコールのエミュ
   レーションを行い、このエミュレーションを含むすべて
   の命令の実行の全命令トレースを行う場合において、全
   命令トレース用シングルステップ割り込み処理プログラ
   ムの外部変数の計数手段としてカウンタを設け、全命令
   トレースの実行中においては、前記プログラムがエミュ
   レーションにおけるトレースフラグをオフにする命令を
   検出した場合、このオフを阻止し、前記カウンタの値に
   １を加算し、全命令トレースの終了以降においては、前
   記カウンタの値が０でない場合に、前記プログラムがシ
   ングルステップ割り込みの発生を監視し、該割り込みが
   発生した場合は、トレースフラグをオフとし、前記カウ
   ンタから１を減算し、この結果のカウンタの値が０でな
   い場合は、前記監視を継続し、この結果のカウンタの値
   が０である場合は、前記監視を停止して、全命令トレー
   スのすべての動作を終了することを特徴とするエミュレ
   ータにおける全命令トレースの制御方法。