JP2000242522A

JP2000242522A - マルチタスクデバッグ装置及びその方法

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Publication number: JP2000242522A
Application number: JP11040556A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Watanabe; 浩康渡辺; Seiji Sasaki; 誠司佐々木; Toshio Yabe; 俊夫矢部; Masahiro Ogawara; 将広大河原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】マルチタスクデバッグにおいて、どのタスクが
許容時間内に処理が間に合わなくなりそうであるかの推
定を容易に行えるようにする。【解決手段】マルチタスクＯＳ３７０上で稼働するプ
ログラムをデバッグするために、実行トレース情報収集
機構５００はプログラムの実行中に発生するシステムコ
ールが検出された場合、システムコール発生のタイムス
タンプと当該システムコールによるタスクの状態遷移を
表わすトレース情報を生成、保持し、これを通信回線１
１０を介して開発ホスト６００のマルチタスクシミュレ
ーション機構７００に提供する。マルチタスクシミュレ
ーション機構７００では、システムコールによって任意
のタスクがＣＰＵを占有する実行状態へ移行した場合
に、該タスクの実行待機状態から実行状態へ移行するま
での待機時間情報をトレース情報に基づいて算出し、こ
れをタスク付加情報保存領域８００に保持する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチタスクシス
テムにおけるマルチタスクデバッグ装置及び方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来マルチタスクデバッグにおいては、
システム負荷を把握するために以下のような方法がとら
れていた。（１）マルチタスクデバッガを用い、ある時点でシステ
ム内の各タスク状態を表示させ、中断状態（SUSPEND）
と実行待状態（READY）のタスク数を比較する。（２）ロジックアナライザを用いて実行トレースをと
り、アイドルタスクとＯＳとユーザタスクの実行時間比
率を比較する。（３）マルチタスクデバッガを用いてタスク切換えトレ
ースをとり、各タスク切換えの履歴をグラフィカルにタ
イミングチャートとして表示させ、ある時点でのタスク
が時間内に終了しているかチェックする。（４）特開平０７−０２１０３６のように特別なマルチ
タスク試験装置を使用し、タスク内にチェックポイント
を設け、チェックポイント通過間隔が許容範囲に収まっ
ているかチェックする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法（１）（２）では、システム全体のおおまかな負荷
を把握することは出来るが、それによってどのタスクの
処理が許容時間内に間に合わなくなるかまでは特定でき
ない。

【０００４】また、（３）の方法は、あるタスクのある
時点に注目して、そのタスクの処理が時間内に終了して
いるかチェックするもので、すでにある条件下で動作が
不安定であるといった場合の原因の絞り込みの際には有
効であるが、現状システムが正常に動作している際には
不向きである。

【０００５】また、（４）の方法は、周期起動タスクの
チェックポイント通過間隔をチェックすることで各タス
クの負荷を知ることができるが、実際にその原因が何か
までは特定できない。また、周期起動タスクでない場合
は有効でない。

【０００６】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、マルチタスクデバッグにおいて、どのタスクが
許容時間内に処理が間に合わなくなりそうであるかを推
定可能とすることを目的とする。

【０００７】また、本発明の他の目的は、現時点でシス
テムが正常に動作している場合において、事前にシステ
ム中の不安定動作箇所を予測可能とすることにある。

【０００８】また、本発明の他の目的は、デバッグ対象
が周期起動タスクでなく、負荷測定を行えない場合であ
っても、タスクの処理が許容時間を守れない場合にその
原因の特定を容易とすることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の一態様によるマルチタスクデバッグ装置に
よれば、マルチタスクＯＳ上で稼働するプログラムをデ
バッグするマルチタスクデバッグ装置であって、前記プ
ログラムの実行中に発生するシステムコールを検出する
検出手段と、前記検出手段によってシステムコールが検
出された場合、該システムコール発生の時刻と該システ
ムコールによるタスクの状態遷移を表わすトレース情報
を保持する第１保持手段と、前記システムコールによっ
て任意のタスクがＣＰＵを占有する実行状態へ移行した
場合に、該タスクの実行待機状態から実行状態へ移行す
るまでの待機時間情報を前記トレース情報に基づいて算
出する第１算出手段と、各タスクについて、前記第１算
出手段で算出された待機時間情報を保持する第２保持手
段とを備える。

【００１０】また、好ましくは、前記プログラムに含ま
れるタスクのそれぞれについて、一方の軸に時刻を取
り、他方の軸に待機時間を取って表わされる座標上に、
前記第２保持手段に保持された待機時間に基づいて、当
該タスクが実行状態へ移行した時刻とその待機時間によ
って決定される座標位置を明示したグラフを生成する生
成手段と、前記生成手段で生成されたグラフを可視表示
する表示手段とをさらに備える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好適な実施形態を詳細に説明する。

【００１２】［第１の実施形態］図１は第１の実施形
態によるシステム構成を示すブロック図である。図１に
おいて、ＲＯＭ２２０には、ＲＡＭ３００上に示される
全ての処理ユニットに係るプログラムコード、及び初期
化データ４００が存在している。ＣＰＵ２１０にリセッ
トがかかった場合等、システムは立ち上げ処理を実行す
る。立ち上げ処理においては、ＲＯＭ２２０に格納され
た上記プログラムコードや初期化データの全てがＲＡＭ
３００上にコピーされる。さらに、Ｉ／Ｏ２４０及びタ
イマ２３０等のハードウェアの初期化が行われ、Ｉ／Ｏ
割込処理３５０及びタイマ割込処理３６０を有効にする
とともに、初期化データ４００を元にリアルタイムＯＳ
３７０に起動がかかる。こうして、一般的なマルチタス
ク環境が立ち上がる。そして、タスク１３１０、タスク
２３２０、タスク３３３０、タスク４３４０が並行に動
作を開始する。

【００１３】実行トレース情報収集機構５００は、マル
チタスクＯＳ３７０のシステムコールをフックし、図６
に示すような実行トレース情報５０１を作成し、パケッ
トとして通信回線１１０を介してデバッグ用の開発ホス
ト６００に送信する。実行トレース情報５０１は、シス
テムコールの起動に対応して毎回作成されるため、時系
列的に表現すると、例えば図７の５１１から５９８に示
すようになる。

【００１４】開発ホスト６００側のマルチタスクシミュ
レーション機構７００は、実行トレース情報５０１を受
けて、図２に示すような実行待キュー７７０や中断キュ
ー７９０といった、本来ターゲット１００上のマルチタ
スクＯＳ３７０の内部で管理されている情報を再現す
る。さらに、これと並行して、マルチタスクシミュレー
ション機構７００は、実行トレース情報５０１のシステ
ムコール実行情報５０３（図６）とその実行時のタイム
スタンプ５０４とを元に、あるタスクが実行待状態（RE
ADY）に遷移してから実際にＣＰＵを占有し実行状態（E
XECUTE）に遷移するまでの時間を計算し、その結果をタ
スク負荷情報保存領域８００に図８で示す如き形式で保
存する。

【００１５】全てのタスクについてこのタスク負荷情報
保存領域８００に保存された計算結果をユーザに示すこ
とで、どのタスクが許容時間内に処理が間に合わなくな
りそうであるかを特定或いは推定することができる。こ
のため、現時点ではシステムが正常に動作していても、
事前にシステム中の不安定動作箇所を予測できる。

【００１６】以下、第１の実施形態についてさらに詳細
に説明する。

【００１７】図２は、図１で示されるマルチタスクシミ
ュレーション機構７００の構成を示すブロック図であ
る。マルチタスクシミュレーション機構７００の装備す
る処理７０１は、初期化処理７１０、終了処理７２０、
中断処理７３０、中断解除処理７４０である。また、マ
ルチタスクシミュレーション機構７００の保持するデー
タ７０２は、現在ＣＰＵを占有しているタスクを示す現
実行タスク７０３、各タスク毎にタスク状態等を管理す
るＴＣＢ（タスクコントロールブロック）７５０であ
る。なお、ＴＣＢ７５０は、以下に説明するキューに
（実行待キュー７７０、中断キュー７９０）リンクされ
る。

【００１８】また、ターゲット１００上のマルチタスク
ＯＳ３７０と同様なタスクのスケジューリングを再現す
るため、マルチタスクシミュレーション機構７００は、
実行待キュー７７０、中断キュー７９０を保持してい
る。実行待キュー７７０は、優先順位毎に実行待状態７
６３のタスクのＴＣＢ７５０をリスト上に保持し、その
並び順は、待ち行列としてＦＩＦＯのキューとして管理
している。マルチタスクシミュレーション機構７００の
最高優先順位実行待キュー７７１にリンクされたＴＣＢ
７５０の中で先頭のタスクが図４の実行状態（EXECUT
E）７６４であることを示す。また、中断キュー７９０
は、中断状態７６５のタスクのＴＣＢ７５０をリスト上
に保持し、その並び順は、待ち行列としてＦＩＦＯのキ
ューとして管理している。

【００１９】図３は図２に示したＴＣＢ７５０の格納情
報例を示す図である。図３によれば、ＴＣＢ（タスクコ
ントロールブロック）７５０は、タスクＩＤ７５２、タ
スクアドレス（ＰＣ）７５３、タスクスタックアドレス
（ＳＰ）７５４、優先順位７５５、タスク状態７５６、
リンクポインタ７５７、READY遷移時タイムスタンプ７
５８、SUSPEND遷移時タイムスタンプ７５９を含んで格
納されている。ＴＣＢ７５０は各タスク毎に、すなわち
ＴＣＢ［０］７５１、ＴＣＢ［１］７６０、ＴＣＢ
［２］７６１…毎に上記のデータを保持し、マルチタス
クシミュレーション機構７００のデータとして保持され
る。

【００２０】なお、タスク状態７５６の取り得る値は、
４つの遷移状態、すなわち初期状態、実行待状態（READ
Y）、実行状態（EXECUTE）、中断状態（SUSPEND）であ
る。状態遷移及びその発生要因について図４を参照して
以下に説明する。

【００２１】図４は、図３で示したＴＣＢ７５０におい
て管理されるタスク状態７５６の遷移を説明する図であ
る。タスクは、初期状態７６２、実行待状態（READY）
７６３、実行状態（EXECUTE）７６４、中断状態（SUSPE
ND）７６５の４つの状態のいずれかを取り得る。それぞ
れの状態間の遷移は、初期化処理７１０、中断処理７３
０、中断解除処理７４０の起動によって発生する。タス
クの状態は各タスク毎にＴＣＢ７５０内のタスク状態７
５６に保持される。

【００２２】各状態について説明すると次のとおりであ
る。すなわち、・初期状態７６２は、ＴＣＢ７５０が確保された直後の
立ち上がり時の状態である。・実行状態（EXECUTE）は、タスクがＣＰＵ２１０を占
有し実行している状態で優先順位が最高の実行待ちキュ
ー７７１の先頭の１タスクのみがなり得る。この状態の
タスクはＴＣＢ７５０が実行待キュー７７０にリンクさ
れている。・実行待状態（READY）７６３は、実行可能であるが優
先順位等の関係で他のタスクがＣＰＵを占有しているた
めこれが空くのを待っている状態で、この状態のタスク
はＴＣＢ７５０が実行待キュー７７０にリンクされてい
る。・中断状態（SUSPEND）７６５は、他のタスクやＩ／Ｏ
２４０等からのイベント待ちの状態で、この状態の間は
ＣＰＵが空いても実行されることはない。この状態のタ
スクはＴＣＢ７５０が中断キュー７９０にリンクされて
いる。

【００２３】図５は、図１に示した初期化データ４００
の格納情報例を示す図である。図５において、初期化デ
ータ４００は、全タスク数４１０及び全タスク情報４２
０を含んで格納されている。全タスク情報４２０は、各
タスク毎にタスクの実行アドレス（ＰＣ）、優先順位を
含んで格納されている。図５の例では、タスク１（４２
１）、タスク２（４２２）、タスク３（４２３）、タス
ク４（４２４）の４つが初期状態で存在し、すべて優先
順位は１を示している。

【００２４】図６は図１に示される実行トレース情報収
集機構５００で収集される実行トレース情報を示す図で
ある。図６において、実行トレース情報５０１が、シス
テムコールを呼び出したタスクのＩＤ５０２及び、呼び
出したシステムコール名とパラメータを含むシステムコ
ール実行情報５０３、実行時のタイムスタンプ５０４を
含んで格納されている。なお、呼び出しタスクＩＤ５０
２は、タスクＩＤまたはＯＳ、割り込みの識別子を指定
する。また、システムコール実行情報５０３は、システ
ムコール名及びパラメータ群を含む。実施形態では初期
化システムコール（create（タスクＩＤ，優先順
位））、タスク中断システムコール（suspend（タスク
ＩＤ））、中断解除システムコール（resume（タスクＩ
Ｄ））が代表例としてあげられる。

【００２５】図７は，図６に示された実行トレース情報
５０１を時系列的に累積した例を示す図である。図７に
示される例は、図５に示す初期化データ４２１〜４２４
のケースでマルチタスクＯＳ３７０が実行を開始した場
合、実行トレース情報収集機構５００がこれをフックし
て生成したものである。図５における４２１から４２４
が、図７における５１１から５２２に相当する。以降
の、図７における５２３から５９７までの実行トレース
情報は、図１０のタイミングチャートに示されるように
マルチタスクＯＳ３７０上のタスク１（３１０）、タス
ク２（３２０）、タスク３（３３０）、タスク４（３４
０）が動作した際に，実行トレース情報収集機構５００
が生成したものである。これら５１１から５９７までの
実行トレース情報群は、通信回線１１０を介してマルチ
タスクシミュレーション機構７００に送信される。

【００２６】図８は図１に示されるタスク負荷情報保存
領域８００の格納情報を示す図である。図８に示される
格納情報の例は、実行トレース情報収集機構５００によ
り生成された図７に示す５１１から５９７までの実行ト
レース情報群を、マルチタスクシミュレーション機構７
００が通信回線１１０を介して受信し、変換して得られ
たものである。図７における５２３から５９７が、図８
における５２３から５９７に相当する。マルチタスクシ
ミュレーション機構７００は、これら実行トレース情報
（５０２，５０３，５０４）に、READY時間８０１及び
実行状態遷移タスク８０２の情報を付加する。これらの
付加情報は、図８の８０３から８５２に示してある通り
である。

【００２７】図９は、図２に示したマルチタスクシミュ
レーション機構７００における、図５に示す初期化デー
タ４００の例を用いた場合の初期化直後の実行待ちキュ
ー及び中断キューの内容を示す図である。

【００２８】また、図１０は、第１の実施形態におけ
る、ターゲット１００上のタスク１からタスク４の動作
タイミングチャートを示す図である。図１０において、
●はタスクが実行状態（EXECUTE）７６４に遷移したこ
とを表す。×はタスクが自分自身のシステムコールによ
って中断状態（SUSPEND）７６５に遷移したことを表
す。実線は実行状態（EXECUTE）７６４を表す。点線は
実行待状態（READY）７６３を表す。線無しは中断状態
（SUSPEND）７６５を表す。suspend（）、resume（）は
システムコールが実行されたことを表す。矢印はresume
（）のパラメータで指定されたタスクを指し示す。

【００２９】図１１は、図２に示したマルチタスクシミ
ュレーション機構の処理７０１における制御手順を示す
フローチャートである。まず、通信回線１１０から実行
トレース情報５０１を受信する（ステップＳ７０４）。
これには、システムコール実行情報５０３が１セット含
まれている。そして、このシステムコール実行情報に基
づいて以下処理を分岐する。まず、システムコール実行
情報７０５がcreateであれば、初期化処理７１０をコー
ルする（ステップＳ７０５、Ｓ７１０）。また、システ
ムコール実行情報７０５がsuspendであれば、中断処理
７３０をコールする（ステップＳ７０６、Ｓ７３０）。
また、システムコール実行情報７０５がresumeであれ
ば、中断解除処理７４０をコールする（ステップＳ７０
７、Ｓ７４０）。さらに、システムコール実行情報７０
５がＥＯＦであれば、終了処理７２０をコールする（ス
テップＳ７０８、Ｓ７２０）。なお、ステップＳ７２０
がコールされた後は、ループを抜け、本処理を終了す
る。

【００３０】図１２は、図２に示したマルチタスクシミ
ュレーション機構における初期化処理７１０を示すフロ
ーチャートである。この処理は、マルチタスクシミュレ
ーション機構処理７０１において、システムコール実行
情報がcreateであった場合にコールされるものである
（図１１のステップＳ７１０）。まず、システムコール
実行情報５０３のパラメータとして指定されているタス
クＩＤで示される初期化すべきタスクのＴＣＢを作成す
る（ステップＳ７１１）。次に、作成したＴＣＢを初期
化する（ステップＳ７１２）。ここで、タスクＩＤ７５
２にシステムコール実行情報５０３の示すタスクＩＤ
を、優先順位７５５にシステムコール実行情報が示す優
先順位を設定する。また、図４に示されるように、crea
te後は実行待状態（READY）７６３となるので、タスク
状態７５６にREADYを設定し、さらに、READY遷移タイム
スタンプ７５８を現在のタイムスタンプ５０４に設定す
る。なお、このREADY遷移タイムスタンプ７５８は、こ
のタスクが実行状態（EXECUTE）７６４に遷移する際、
その時点のタイムスタンプ５０４との差分をとり、READ
Y時間８０１を算出するために用いられる。最後に、作
成した初期化したタスクのＴＣＢを実行待キュー７７０
の該当優先順位７５５後尾へ追加する（ステップＳ７１
３）。

【００３１】以上の一連の処理がタスク１からタスク４
について行われることとなる。結果的に、実行トレース
情報５１１から５２２までの情報に基づいて図９に示す
ような初期化直後の実行待ち７７０キュー、中断キュー
７９０が作成される。

【００３２】図１３は、図２に示すマルチタスクシミュ
レーション機構の中断処理７３０を示すフローチャート
である。この処理は、指定タスクを中断状態７６５に遷
移させ、また、それと同時に、タスク付加情報保存領域
８００のREADY時間８０１と実行状態遷移タスク８０２
を記録する処理である。

【００３３】まず、システムコール実行情報５０３のタ
スクＩＤで示される中断すべきタスクのＴＣＢを実行待
キュー７７０から取り出す（ステップＳ７３１）。次
に、取り出した中断タスクのＴＣＢ内のタスク状態７５
６を中断状態（SUSPEND）にセットし、中断キュー７９
０の後尾へ追加する（ステップＳ７３２）。次にタスク
負荷情報保存領域８００に、呼び出しタスクＩＤ５０
２、システムコール実行情報５０３、タイムスタンプ５
０４を保存する（ステップＳ７３３）。この処理では、
例えば、図７における呼び出しタスクＩＤ５２３、シス
テムコール実行情報５２４、タイムスタンプ５２５を、
図８における呼び出しタスクＩＤ５２３、システムコー
ル実行情報５２４、タイムスタンプ５２５に、そのまま
セットすることになる。

【００３４】次に、呼び出しタスクＩＤ５０２とシステ
ムコール実行情報５０３に含まれるタスクＩＤを比較
し、処理を分岐する（ステップＳ７３４）。この処理で
は、例えば図７における呼び出しタスクＩＤ５２３（＝
タスク１）とシステムコール実行情報５２４に含まれる
タスクＩＤ（＝タスク２）のように、両者のタスクＩＤ
が異なる場合は、他タスクを強制的に中断状態７６５に
遷移させることと判断し、処理をステップＳ７３５に進
める。また、図７における呼び出しタスクＩＤ５３２
（＝タスク３）とシステムコール実行情報５３４に含ま
れるタスクＩＤ（タスク３）のように両者が等しい場合
は、自タスクで実行権を放棄し中断状態７６５に遷移す
ることと判断し、処理をステップＳ７３７へ進める。

【００３５】すなわち、ステップＳ７３４で呼び出しタ
スクＩＤとシステムコール実行情報中のタスクＩＤとが
等しくないと判断された場合、指定された他タスクを強
制的に中断状態７６５に遷移させる。従って、当該他タ
スクのREADY時間８０１（図８）に、タイムスタンプ５
０４と当該他タスクＴＣＢ内のREADY遷移時間タイムス
タンプ７５８との差分を保存する（ステップＳ７３
５）。次に、実行状態７６４のタスクは呼び出しタスク
であるため状態遷移に変化はないので、実行状態遷移タ
スク８０２にＮＵＬＬをセットする（ステップＳ７３
６）。図７中の５２３，５２４の場合、他タスクに相当
するのは、タスク２である。タスク２は、READY時間８
０３で示される分だけ実行待状態７６３で待ったにもか
かわらず、実行状態７６４に遷移することなく、中断状
態７６５になってしまったことになる。タスクの動作と
しては問題であると判断できる。

【００３６】一方、ステップＳ７３４で両タスクＩＤが
等しいと判断された場合は、自タスクで実行権を放棄し
中断状態７６５に遷移することを意味する。従って、そ
の実行権放棄が要因で実行状態７６４に遷移したタスク
のREADY時間８０１に、タイムスタンプ５０４と実行状
態に遷移するタスクのＴＣＢ内のREADY遷移時間タイム
スタンプ７５８の差分をセットする（ステップＳ７３
７）。次に、実行状態遷移タスク８０２に実行待ちキュ
ー７７１の先頭ＴＣＢのタスクをセットする（ステップ
Ｓ７３８）。例えば、図８中の５２６，５２７の場合、
自タスクに相当するのは、タスク１である。タスク１が
中断状態７６５に遷移することによってタスク３は、RE
ADY時間８０５で示される分だけ実行待状態７６３で待
って、実行状態７６４に遷移することができたことにな
る。タスクの動作としては問題はないが、READY時間８
０５の長さがあまり長いとシステム負荷が大きいと判断
できる。

【００３７】図１４は、図２に示されるマルチタスクシ
ミュレーション機構中断解除処理７４０を示すフローチ
ャートである。この処理は、指定タスクを中断状態７６
５から実行待状態７６３に遷移させる処理である。それ
と同時に、中断処理７３０でのREADY時間８０１計算の
ために、中断を解除したタスク（READYに遷移したタス
ク）のＴＣＢ内に含まれるREADY遷移タイムスタンプ７
５８を現在のタイムスタンプ５０４に更新する。

【００３８】まず、システムコール実行情報５０３のタ
スクＩＤで示される中断を解除すべきタスクのＴＣＢを
中断キュー７９０から取り出す（ステップＳ７４１）。
次に、取り出した中断を解除すべきタスクのＴＣＢ内の
タスク状態７５６を実行待状態（READY）７６３にセッ
トし、READY遷移タイムスタンプ７５８を現在のタイム
スタンプ５０４に更新して、実行待ちキュー７７０の後
尾へ追加する（ステップＳ７４２）。次にタスク負荷情
報保存領域８００に、呼び出しタスクＩＤ５０２、シス
テムコール実行情報５０３、タイムスタンプ５０４を保
存する（ステップＳ７４３）。この処理は、例えば、図
７における呼び出しタスクＩＤ５２９、システムコール
実行情報５３０、タイムスタンプ５３１を、図８におけ
る呼び出しタスクＩＤ５２９、システムコール実行情報
５３０、タイムスタンプ５３１に、そのままセットする
ことになる。

【００３９】以上説明したように、第１の実施形態によ
れば、実行トレース情報収集機構５００により収集され
たシステムコール実行情報とその実行時のタイムスタン
プを元に、マルチタスクシミュレーション機構７００で
指定した任意のタスクが実行待状態（READY）に遷移し
てから実際にＣＰＵを占有し実行状態（EXECUTE）に遷
移するまでの時間が毎回計算される。全てのタスクにつ
いてこの計算結果をユーザに示すことで、各タスクがそ
れぞれ許容された時間内に処理を開始しているか確認す
るのに有用な情報を提供することができる。このため、
どのタスクが許容時間内に処理が間に合わなくなりそう
であるかを特定でき、現時点でシステムが正常に動作し
ていても、事前にシステム中の不安定動作箇所を予測す
ることが可能となる。これにより、特別なハードウェア
増設を行ってパフォーマンスを向上させる前に、動作不
安定なタスクを特定できソフトウェア的に修正を施すこ
とが容易に可能になりコストを削減する効果がある。

【００４０】［第２の実施形態］次に、第２の実施形態
について説明する。第２の実施形態では、第１の実施形
態で説明した方法を用いて、どのタスクが許容時間内に
処理が間に合わなくなりそうであるか特定可能とし、現
時点でシステムが正常に動作していても、事前にシステ
ム中の不安定動作箇所を予測できるようにするためのタ
スク負荷情報保存領域８００に保存された結果をよりわ
かりやすいグラフィカルな形式でユーザに表示する。

【００４１】図１において、タスク負荷情報表示機構９
００は、各タスク毎に第１の方向（例えば横軸方向）に
タイムスタンプをとり、これに垂直な第２の方向（例え
ば縦軸方向）に実行待状態（READY）７６３に遷移して
から実際にＣＰＵを占有し実行状態（EXECUTE）７６４
に遷移するまでの時間を表すことで、システムコール実
行情報の２次元グラフとして表示する。

【００４２】このような２次元グラフによれば、READY
時間８０１とシステムコール実行情報５０３が関連付け
て表示されるため、タスクの処理が許容時間を守れない
場合その原因の詳細が明確になる。また、READY時間８
０１を計測しているので、対象が周期起動タスクでない
場合（単発タスクの場合）でもこれらの予測が可能とな
る。

【００４３】以下、本発明の実施形態２を図面に基づい
て詳細に説明する。なお、図８に示すタスク負荷情報保
存機構８００に格納するための計算結果を導き出す方法
は、第１の実施形態に示したものを使用する。

【００４４】図１６は、第２の実施形態による、タスク
２のREADY時間の変位をグラフィカルに表示した様子を
示す図である。図１６には、図１中のタスク負荷情報表
示機構９００がタスク負荷情報保存領域８００の情報を
元にタスク２についてREADY時間の変位をグラフィカル
に表示した様子が示される。この図１６は、図１０のタ
イミングチャート及び図８のタスク負荷情報保存領域８
００と対応が取られている。図１６において、●はタス
ク２が実行状態７６４に遷移した時点を表し、また、×
は、タスク２が強制的に中断状態にされた時点を表す。

【００４５】図１６において、タスク２は、１０ｍｓの
時点（×で示した点）でsuspendをかけられ強制的に中
断状態７６５に陥っている。この時のREADY時間は１０
ｍｓである。これは、１０ｍｓのREADY待機後、実行さ
れることなく中断状態７６５に遷移したと判断できるの
でタスク動作上問題である。また、READY時間が最高３
０ｍｓに達していることも直ちにわかる。また、６０ｍ
ｓの時点（●で示した点の最も左のもの）において、実
行状態７６４に遷移しており、このときのREADY時間３
０ｍｓで、その時の遷移要因となったシステムコール
は、suspend（タスク４）であることがわかる。

【００４６】図１７は、第２の実施形態による、タスク
３のREADY時間の変位をグラフィカルに表示した様子を
示す図である。図１７には、図１のタスク負荷情報表示
機構９００がタスク負荷情報保存領域８００の情報を元
にタスク３についてREADY時間の変位をグラフィカルに
表示した様子が示されている。なお、この図１７は、図
１０のタイミングチャート及び図８のタスク負荷情報保
存領域８００と対応が取れている。図１６と同様に、●
は、タスク３が実行状態７６４に遷移した時点を表し、
四角枠内はシステムコール実行情報である。

【００４７】図１７において、タスク３は、１９０ｍｓ
の時点（●で示した点）で、実行状態７６４に遷移して
おり、READY時間３０ｍｓで、その時の遷移要因となっ
たシステムコールは、suspend（タスク２）である。こ
こで、他の●で示した点におけるREADY時間が２０ｍｓ
以下なのに、この時点だけ３０ｍｓとなっているのは、
システム負荷上問題がないかを確認するために有用な情
報である。

【００４８】次に、第２の実施形態によるタスク付加情
報表示機構９００の動作について説明する。図１５は、
図１のタスク負荷情報表示機構９００の処理を示すフロ
ーチャートである。図１５に基づき、タスク負荷情報表
示機構９００の処理の詳細を説明する。この処理は、ユ
ーザ端末６２０から指定されたタスクについて、図８に
示すタスク負荷情報保存領域８００に保存されたタスク
負荷情報を、図１６や図１７で示した如く、一方の軸に
タイムスタンプ５０４、もう一方の軸にREADY時間８０
１という形の２次元グラフとしてユーザにわかりやすく
表示するものである。なお、図１６、図１７で説明した
ように、本実施形態では、●は指定したタスクが実行状
態７６４に遷移した時点を表し、×は指定したタスクが
強制的に中断状態にされた時点を表す。また、四角枠内
にはシステムコール実行情報が示される。

【００４９】まず、ユーザ端末（キーボード）６２０か
ら表示したいタスクＩＤを入力する（ステップＳ９０
１）。次に、以下に示すステップＳ９０２〜Ｓ９０７の
処理をループする。まず、タスク負荷情報保存領域８０
０からタスク負荷情報を１セット（１行分、すなわち、
呼び出しタスクＩＤ５０２、システムコール実行情報５
０３、タイムスタンプ５０４、READY時間８０１及び実
行状態遷移タスク）を読み込む（ステップＳ９０２）。
次に、読み込んだタスク負荷情報がＥＯＦであれば、処
理を終了する（ステップＳ９０３）。そうでなければ、
実行状態遷移タスク８０２に示されているタスクＩＤ
と、ステップＳ９０１にて端末６２０から入力した表示
タスクＩＤとを比較する（ステップＳ９０４）。もし、
等しければ（ｘ，ｙ）＝（タイムスタンプ５０４、READ
Y時間８０１）の示す座標に、●印とシステムコール実
行情報５０３とを描画する（ステップＳ９０５）。一
方、ステップＳ９０４で両タスクＩＤが等しくなけれ
ば、実行状態遷移タスク８０２がＮＵＬＬでかつ、シス
テムコール実行情報５０３に示すＩＤと端末６２０から
入力した表示タスクＩＤがいっちするどうかを判定する
（ステップＳ９０６）。条件が不成立ならば、ループの
先頭に戻る。また、条件が成立したならば、（ｘ，ｙ）
＝（タイムスタンプ５０４，READY時間８０１）の示す
座標に、×印とシステムコール実行情報５０３を描画す
る（ステップＳ９０７）。

【００５０】以上のように、第２の実施形態によれば、
実行トレース情報収集機構５００により収集されたシス
テムコール実行情報とその実行時のタイムスタンプを元
に、マルチタスクシミュレーション機構７００で、指定
した任意のタスクが実行待状態（READY）に遷移してか
ら実際にＣＰＵを占有し実行状態（EXECUTE）に遷移す
るまでの時間を毎回計算する。全てのタスクについてこ
の計算を行い、その結果をタスク付加情報保存領域８０
０に保持する。そして、さらに、タスク負荷情報表示機
構９００により、ユーザ端末６２０を介して指定された
タスクについて図１６、図１７に示されるような２次元
グラフ表示を行う。すなわち、第１の軸方向にタイムス
タンプを取り、これに垂直な第２の軸方向に実行待状態
（READY）に遷移してから実際にＣＰＵを占有し実行状
態（EXECUTE）に遷移するまでの時間（READY時間）を取
り、この座標空間上に指定された所望のタスクの実行タ
イミングと中断タイミングを表す。

【００５１】これにより、どのタスクが許容時間内に処
理が間に合わなくなりそうであるか特定できるようにな
り、現時点でシステムが正常に動作していても、事前に
システム中の不安定動作箇所を予測できる。また、２次
元グラフ上に、READY時間とシステムコール実行情報が
関連付けて表示されるため、タスクの処理が許容時間を
守れない場合にその原因の詳細が明確になり、さらにRE
ADY時間を計測しているので、対象が周期起動タスクで
ない場合（単発タスク）でもこれらの予測が可能とな
る。このように、よりユーザにわかりやすく情報を表示
することが可能になるので、第１の実施形態によって達
成される効果に加えて、開発効率の向上、重要な情報の
見落としといったミスをより確実に防ぐ効果がある。

【００５２】なお、第１の実施形態、第２の実施形態２
において、立上げ時のコード及び初期化データ４００の
格納場所はＲＯＭ２２０としているが、これに限られる
ものではなく、フロッピーディスクやハードディスク等
の記録媒体で置き換えることも可能である。

【００５３】すなわち、本発明の目的は、前述した実施
形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード
を記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給
し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（または
ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコ
ードを読出し実行することによっても、達成されるもの
である。

【００５４】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００５５】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００５６】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００５７】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００５８】以上のように、本発明を実装するために、
専用のハードウェアを新規に開発する必要はなく、固定
優先順位のプリエンプトスケジュール機能を持ったマル
チタスクＯＳに簡単に組込むことが可能である。このた
め、既存システムであっても低コストでデバッグ装置の
信頼性及び性能を向上させることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マルチタスクデバッグにおいて、どのタスクが許容時間
内に処理が間に合わなくなりそうであるかの推定が容易
となる。また、本発明によれば、現時点でシステムが正
常に動作している場合であっても、事前にシステム中の
不安定動作箇所を予測することが可能となる。また、本
発明によれば、デバッグ対象が周期起動タスクでなく、
負荷測定を行えない場合であっても、タスクの処理が許
容時間を守れない場合にその原因を特定することが容易
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態によるシステム構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１で示されるマルチタスクシミュレーション
機構７００の構成を示すブロック図である。

【図３】図２に示したＴＣＢ７５０の格納情報例を示す
図である。

【図４】図３で示したＴＣＢ７５０において管理される
タスク状態７５６の遷移を説明する図である。

【図５】図１に示した初期化データ４００の格納情報例
を示す図である。

【図６】図１に示される実行トレース情報収集機構５０
０で収集される実行トレース情報を示す図である。

【図７】，図６に示された実行トレース情報５０１を時
系列的に累積した例を示す図である。

【図８】図１に示されるタスク負荷情報保存領域８００
の格納情報を示す図である。

【図９】図２に示したマルチタスクシミュレーション機
構７００における、図５に示す初期化データ４００の例
を用いた場合の初期化直後の実行待ちキュー及び中断キ
ューの内容を示す図である。

【図１０】第１の実施形態における、ターゲット１００
上のタスク１からタスク４の動作タイミングチャートを
示す図である。

【図１１】図２に示したマルチタスクシミュレーション
機構の処理７０１における制御手順を示すフローチャー
トである。

【図１２】図２に示したマルチタスクシミュレーション
機構における初期化処理７１０を示すフローチャートで
ある。

【図１３】図２に示すマルチタスクシミュレーション機
構の中断処理７３０を示すフローチャートである。

【図１４】図２に示されるマルチタスクシミュレーショ
ン機構中断解除処理７４０を示すフローチャートであ
る。

【図１５】図１のタスク負荷情報表示機構９００の処理
を示すフローチャートである。

【図１６】第２の実施形態による、タスク２のREADY時
間の変位をグラフィカルに表示した様子を示す図であ
る。

【図１７】第２の実施形態による、タスク３のREADY時
間の変位をグラフィカルに表示した様子を示す図であ
る。

【符号の説明】

１００ターゲット１１０通信回線２００ＣＰＵバス２１０ＣＰＵ２２０ＲＯＭ２３０タイマ２４０Ｉ／Ｏ３００ＲＡＭ３１０タスク１３２０タスク２３３０タスク３３４０タスク４３５０Ｉ／Ｏ割込処理３６０タイマ割込処理３７０マルチタスクＯＳ４００初期化データ５００実行トレース情報収集機構６００開発ホスト６１０ＣＲＴ６２０ユーザ端末７００マルチタスクシミュレーション機構８００タスク負荷情報保存領域９００タスク負荷情報表示機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者矢部俊夫東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大河原将広東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 5B042 GA23 LA11 MA08 MB04 MC21 MC28 MC34 MC35 NN09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マルチタスクＯＳ上で稼働するプログラ
ムをデバッグするマルチタスクデバッグ装置であって、前記プログラムの実行中に発生するシステムコールを検
出する検出手段と、前記検出手段によってシステムコールが検出された場
合、該システムコール発生の時刻と該システムコールに
よるタスクの状態遷移を表わすトレース情報を保持する
第１保持手段と、前記システムコールによって任意のタスクがＣＰＵを占
有する実行状態へ移行した場合に、該タスクの実行待機
状態から実行状態へ移行するまでの待機時間情報を前記
トレース情報に基づいて算出する第１算出手段と、各タスクについて、前記第１算出手段で算出された待機
時間情報を保持する第２保持手段とを備えることを特徴
とするマルチタスクデバッグ装置。
【請求項２】各タスク毎に、システムコールによって
自身が実行待機状態へ移行した時点の時刻を保持する第
３保持手段をさらに備え、前記第１算出手段は実行状態へ移行したタスクの前記第
３保持手段で保持された時刻と当該システムコールの発
生時刻との差を前記待機時間情報として算出することを
特徴とする請求項１に記載のマルチタスクデバッグ装
置。
【請求項３】前記検出手段で検出されたシステムコー
ルが実行待機状態にあるタスクを中断状態へ移行させる
場合、中断状態へ移行したタスクが実行待機状態であっ
た期間を算出する第２算出手段と、各タスクについて、前記第２算出手段で算出された期間
を期間情報として保持する第４保持手段とをさらに備え
ることを特徴とする請求項１に記載のマルチタスクデバ
ッグ装置。
【請求項４】各タスク毎に、システムコールによって
自身が実行待機状態へ移行した時点の時刻を保持する第
３保持手段をさらに備え、前記第２算出手段は中断状態へ移行したタスクの前記第
３保持手段で保持された時刻と当該システムコールの発
生時刻との差を前記待機時間として算出することを特徴
とする請求項１に記載のマルチタスクデバッグ装置。
【請求項５】前記プログラムに含まれるタスクのそれ
ぞれについて、一方の軸に時刻を取り、他方の軸に待機
時間を取って表わされる座標上に、前記第２保持手段に
保持された待機時間に基づいて、当該タスクが実行状態
へ移行した時刻とその待機時間によって決定される座標
位置を明示したグラフを生成する生成手段と、前記生成手段で生成されたグラフを可視表示する表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の
マルチタスクデバッグ装置。
【請求項６】前記プログラムに含まれるタスクのそれ
ぞれについて、一方の軸に時刻を取り、他方の軸に待機
時間を取って表わされる座標上に、前記第２保持手段に
保持された待機時間情報に基づいて、当該タスクが実行
状態へ移行した時刻とその待機時間によって決定される
座標位置を明示するとともに、前記第４保持手段に保持
された期間情報に基づいて、当該タスクが実行中壇上タ
イへ移行した時刻とその期間によって決定される座標位
置を明示したグラフを生成する生成手段と、前記生成手段で生成されたグラフを可視表示する表示手
段とをさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の
マルチタスクデバッグ装置。
【請求項７】マルチタスクＯＳ上で稼働するプログラ
ムをデバッグするマルチタスクデバッグ方法であって、前記プログラムの実行中に発生するシステムコールを検
出する検出工程と、前記検出工程によってシステムコールが検出された場
合、該システムコール発生の時刻と該システムコールに
よるタスクの状態遷移を表わすトレース情報を保持する
第１保持工程と、前記システムコールによって任意のタスクがＣＰＵを占
有する実行状態へ移行した場合に、該タスクの実行待機
状態から実行状態へ移行するまでの待機時間情報を前記
トレース情報に基づいて算出する第１算出工程と、各タスクについて、前記第１算出工程で算出された待機
時間情報を保持する第２保持工程とを備えることを特徴
とするマルチタスクデバッグ方法。
【請求項８】各タスク毎に、システムコールによって
自身が実行待機状態へ移行した時点の時刻を保持する第
３保持工程をさらに備え、前記第１算出工程は実行状態へ移行したタスクの前記第
３保持工程で保持された時刻と当該システムコールの発
生時刻との差を前記待機時間情報として算出することを
特徴とする請求項７に記載のマルチタスクデバッグ方
法。
【請求項９】前記検出工程で検出されたシステムコー
ルが実行待機状態にあるタスクを中断状態へ移行させる
場合、中断状態へ移行したタスクが実行待機状態であっ
た期間を算出する第２算出工程と、各タスクについて、前記第２算出工程で算出された期間
を期間情報として保持する第４保持工程とをさらに備え
ることを特徴とする請求項７に記載のマルチタスクデバ
ッグ方法。
【請求項１０】各タスク毎に、システムコールによっ
て自身が実行待機状態へ移行した時点の時刻を保持する
第３保持工程をさらに備え、前記第２算出工程は中断状態へ移行したタスクの前記第
３保持工程で保持された時刻と当該システムコールの発
生時刻との差を前記待機時間として算出することを特徴
とする請求項７に記載のマルチタスクデバッグ方法。
【請求項１１】前記プログラムに含まれるタスクのそ
れぞれについて、一方の軸に時刻を取り、他方の軸に待
機時間を取って表わされる座標上に、前記第２保持工程
に保持された待機時間に基づいて、当該タスクが実行状
態へ移行した時刻とその待機時間によって決定される座
標位置を明示したグラフを生成する生成工程と、前記生成工程で生成されたグラフを可視表示する表示工
程とをさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の
マルチタスクデバッグ方法。
【請求項１２】前記プログラムに含まれるタスクのそ
れぞれについて、一方の軸に時刻を取り、他方の軸に待
機時間を取って表わされる座標上に、前記第２保持工程
に保持された待機時間情報に基づいて、当該タスクが実
行状態へ移行した時刻とその待機時間によって決定され
る座標位置を明示するとともに、前記第４保持工程に保
持された期間情報に基づいて、当該タスクが実行中壇上
タイへ移行した時刻とその期間によって決定される座標
位置を明示したグラフを生成する生成工程と、前記生成工程で生成されたグラフを可視表示する表示工
程とをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の
マルチタスクデバッグ方法。
【請求項１３】コンピュータにマルチタスクＯＳ上で
稼働するプログラムをデバッグさせるための制御プログ
ラムを格納した記憶媒体であって、該制御プログラム
が、前記プログラムの実行中に発生するシステムコールを検
出する検出工程のコードと、前記検出工程によってシステムコールが検出された場
合、該システムコール発生の時刻と該システムコールに
よるタスクの状態遷移を表わすトレース情報を保持する
第１保持工程のコードと、前記システムコールによって任意のタスクがＣＰＵを占
有する実行状態へ移行した場合に、該タスクの実行待機
状態から実行状態へ移行するまでの待機時間情報を前記
トレース情報に基づいて算出する第１算出工程のコード
と、各タスクについて、前記第１算出工程で算出された待機
時間情報を保持する第２保持工程のコードとを備えるこ
とを特徴とする記憶媒体。