JP2661562B2 - プログラム評価装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラム評価装置に関
し、特に未初期化変数の参照の検出を行うプログラム評
価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プログラムを開発するときによく犯して
しまう過ちの１つに、変数の初期化を忘れてしまい、未
初期化の変数、すなわちプログラムの論理上意図されて
いない値を有する変数を参照するようなプログラムを書
いてしまうというものがある。このようなプログラムを
実行させた場合、正しい結果を得ることができないのは
もちろんのこと、プログラムが暴走してしまうことも非
常に多い。

【０００３】そのため、最近のコンパイラでは、未初期
化変数の参照の有無をコンパイル時に検査するようにな
っている。また、ＵＮＩＸ（ＡＴ＆Ｔ社の登録商標）上
には、ＬＩＮＴと呼ばれるソースプログラムチェックツ
ールがあり、これを使用して未初期化変数の参照の有無
を検査することもある。しかしながら、これらによる検
査では、ソースプログラムの文法的な検査のみとなるた
め、繰返しブロック内や条件分岐ブロック内で変数の初
期化を行うようなプログラムに対しては、未初期化変数
の参照を正しく検出できない場合がある。

【０００４】一方、特開昭６２−１１８４４８号公報で
は、これを解決する手段として、擬似不定値を利用し、
プログラムの実行時に、未初期化変数の参照を検出する
方法を述べている。擬似不定値とは、未初期化変数を検
出する目的で選択された、変数が絶対にとり得ることの
ない値であり、変数が参照されたときに、この値を有し
ていた場合、変数が未初期化であるとみなすことができ
る。

【０００５】図７は、擬似不定値を利用した場合の処理
の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１にお
いて、ソースプログラムを文法的に検査して初期値が設
定されない可能性のある変数を抽出する。ステップＳ２
において、ソースプログラム中で、前記変数を参照して
いる箇所を抽出する。ステップＳ３において、前記変数
に擬似不定値を設定する処理を、ソースプログラム中に
挿入する。ステップＳ４において、ソースプログラム中
の前記変数参照箇所の直前の部分に、参照されている前
記変数の内容が擬似不定値と同値であるか否かを検査す
る処理と、同値であった場合にエラーを出力する処理と
を埋め込む。ステップＳ５において、これらの処理が埋
め込まれたソースプログラムをコンパイルし、実行プロ
グラムを生成する。ステップＳ６において、このプログ
ラムを実行し、エラー出力の有無を検査する。以上によ
り、未初期化変数の参照を検出することができる。

【０００６】この他に、ハードウェアによる未初期化変
数の参照を検出する方法として、図８に示すような回路
による検出も行われている。図８中の符号１は、被デバ
ッグプログラムを実行する評価用プロセッサを示し、ア
ドレス２３，リードストローブ信号２１およびライトス
トローブ信号２２は、データアクセス用のデータ格納メ
モリ（図示せず）に出力されている。また、評価用プロ
セッサ１は、プログラムフェッチ用のプログラム格納メ
モリ（図示せず）とも接続されている。さらに、ライト
ストローブ信号２２およびアドレス２３は、データライ
トの履歴を記録するカバレッジメモリ２４にも出力され
ている。カバレッジメモリ２４は、データアクセス用の
データ格納メモリと同一のアドレス空間をもつ１ビット
幅のメモリであり、被デバッグプログラムの実行前に別
のプロセッサ（図示せず）により全メモリ領域がＬレベ
ルでクリアされ、また被デバッグプログラムの実行中
に、データ格納メモリにデータライトが行われたとき、
対応するアドレスのカバレッジメモリ２４にＨレベルが
セットされるようになっている。ＯＲゲート２５は、被
デバッグプログラムの実行中に、データ格納メモリから
データリードが行われたとき、対応するアドレス２３の
カバレッジメモリ２４の内容が、データライトが行われ
ていないことを示すＬレベルのままであったならば、外
部インターフェース回路２０のＩＬＬＡＣＣＳ入力を有
効にし、未初期化変数の参照があったことを知らせる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の擬似不
定値を使用する方法では、変数が絶対にとり得ることの
ない値を擬似不定値とすることになっているが、このよ
うな値は各変数ごとに異なるものであり、すべての変数
で共通に使用できるような擬似不定値というものはな
い。したがって、この方法を実際に使用する場合には、
各変数ごとに擬似不定値を変化させる必要があるが、ソ
ースプログラムのみでは擬似不定値を決定するのに必要
な情報を得られないことが多く、デバッグ作業者がソー
スプログラム以外のドキュメントを参照しながら各変数
ごとに擬似不定値を指定しなければならないことが多
い。また、変数がすべての値をとり得るような場合に
は、擬似不定値そのものが存在せず、そのような変数に
対しては本手法を適用することができないため、未初期
化変数の参照を検出することができないという問題点が
あった。

【０００８】さらに、この方法では、初期値が設定され
ていない可能性のある変数が参照されている箇所ごと
に、その変数の内容が擬似不定値と同値であるか否かを
検査する処理が付加されるため、プログラムサイズが増
大し、かつプログラム実行速度が低下するという問題点
もある。その程度は、被デバッグプログラムの性質によ
って変化するが、少なく見積もっても、プログラムサイ
ズは２倍以上に肥大し、プログラム実行速度は１／２以
下に低下してしまうと考えられる。このような問題があ
るため、プログラムサイズやプログラム実行時間に制限
のあるアプリケーションプログラムでは、この方法を導
入することは難しい。特に、機器組込み用のアプリケー
ションプログラムでは、プログラムを格納するＲＯＭ
（ＲｅａｄＯｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）サイズによってプ
ログラムサイズが制限されたり、制御対象となるハード
ウェアにより処理時間が制限されたりする場合が多いた
め、この方法はほとんど使われない。

【０００９】一方、従来のハードウェアによる検出方法
では、複数の変数で同じメモリ領域を使用しないような
変数に対しては正しく未初期化変数の参照を検出できる
が、Ｃ言語の自動変数のように、同じメモリ領域が複数
の変数で使用されるような変数に対しては、正しく未初
期化変数の参照を検出できないという問題点がある。以
下、この点について図を用いて説明する。

【００１０】図９（ａ）および（ｂ）はＣ言語のソース
プログラム、図９（ｃ）および（ｄ）はこれらをコンパ
イルして作成したオブジェクトプログラムのアセンブル
リストである。通常、Ｃ言語では自動変数はスタック上
に割り付けられており、図１０（ａ）は関数ｙ（）が関
数ｘ（）から呼び出されたときのスタックの様子であ
る。図９（ｃ）および（ｄ）では、各関数の自動変数の
ベースのアドレスはベースポインタとなるｈ１レジスタ
に格納され、自動変数へのアクセスはｈ１レジスタによ
る相対アドレッシングで行われるようになっている。な
お、図９（ａ）〜（ｄ）の例は、日本電気株式会社製の
マイクロプロセッサμＣＯＭ７８Ｋ／２シリーズ用の日
本電気株式会社製のＣコンパイラであるＣＣ７８Ｋ２の
ものであり、ｈ１レジスタは本マイクロプロセッサに内
蔵されている汎用レジスタの１つである。ここで、自動
変数のアドレスは一意に確定したものではなく、関数が
呼び出されたときのスタックトップのアドレスによって
変化する。例えば、同じｙ（）という関数であっても、
それが呼び出されたときのスタックトップのアドレスが
０ＦＥ０８ｈ（ｈは１６進数であることを表すものとす
る）の場合（図１０（ｂ）参照）と０ＦＥ１０ｈの場合
（図１０（ｃ）参照）とでは、自動変数ｃ，ｄ，ｅおよ
びｆのアドレスも８バイト異なる。このように、自動変
数のアドレスが一意に決まったものではなく変化するも
のであるということは、逆に複数の自動変数が同一のア
ドレスに割り付けられるということでもある。例えば、
スタックトップが０ＦＥ０４ｈのとき（図１０（ｄ）参
照）に呼び出された関数ｘ（）の自動変数ａとスタック
トップが０ＦＥ０８ｈのとき（図１０（ｅ）参照）に呼
び出された関数ｙ（）の自動変数ｅは、どちらも０ＦＥ
０２ｈというアドレスになる。

【００１１】このように、複数の自動変数で同じメモリ
領域を使用するので、従来のハードウェアによる検出方
法では、一度そのメモリ領域を使用している自動変数に
対する初期化のデータライトがカバレッジメモリ２４に
記録されると、以後、そのメモリ領域を使用する別の自
動変数に対しても初期化のデータライトが行われたこと
になってしまい、実際には未初期化であっても初期化が
行われたと判定されてしまう。

【００１２】本発明の目的は、上述の点に鑑み、擬似不
定値を使用せず、被デバッグプログラムに一切変更を加
えることなく、ハードウェアによって未初期化の自動変
数の参照を検出できるようにしたプログラム評価装置を
提供することにある。

【００１３】さらに、本発明の他の目的は、未初期化の
自動変数以外の未初期化変数をも検出できるようにした
プログラム評価装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のプログラム評価
装置は、情報処理装置が実行するプログラムを識別する
識別番号を生成する識別番号生成手段と、識別番号を記
憶する識別番号記憶手段と、プログラム毎に変数の領域
を記憶する変数領域記憶手段と、実行中のプログラムの
識別番号と前記識別番号記憶手段に記憶された識別番号
とを比較する識別番号比較手段と、プログラム実行によ
るデータアドレスと前記変数領域記憶手段に記憶された
変数領域とを比較する変数領域比較手段とを有し、前記
識別番号比較手段の比較結果と前記変数領域比較手段の
比較結果とにより情報処理装置の未初期化変数の参照を
検出することを特徴とする。

【００１５】さらに、本発明のプログラム評価装置は、
前記識別番号記憶手段に初期値を設定しておき、前記識
別番号記憶手段より読み出された識別番号が初期値であ
ることを検出する検出手段を有し、前記識別番号が初期
値のままであった場合に情報処理装置の未初期化変数の
参照が行われたことを検出する。

【００１６】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１実施例に係るプログ
ラム評価装置の回路図である。本実施例のプログラム評
価装置は、評価用プロセッサ１と、コールカウンタ２
と、スタックカウンタ３と、スタックメモリ４と、自動
変数領域サイズメモリ７と、加算器８と、下限比較器９
と、上限比較器１０と、ＯＲゲート１１と、カバレッジ
メモリ１４と、識別番号比較器１５と、ＯＲゲート１
６，１７および１８と、ＡＮＤゲート１９と、外部イン
ターフェース回路２０とから、その主要部が構成されて
いる。

【００１８】本実施例のプログラム評価装置は、プログ
ラムに誤りを含む可能性がありデバッグを必要とする被
デバッグプログラムを対象とする。被デバッグプログラ
ムは、すべてのサブルーチンコールの最上位階層に位置
するプログラム単位と、プログラム単位が直接あるいは
階層的にサブルーチンコールする下位のプログラム単位
であるサブプログラムとを持つ。被デバッグプログラム
は、サブプログラムコール時にそのサブプログラムで使
用する変数を割り付けるためのメモリ領域を確保し、サ
ブプログラムリターン時にサブプログラムで使用してい
た変数に割り付けられていたメモリ領域を解放し、メモ
リ領域を別のサブプログラムコールで同じく変数として
再使用する（以下、こうして再利用されるメモリ空間に
割り付けられる変数を自動変数という）という機能と、
各サブプログラムコールごとにそのサブプログラムで使
用する１個ないし複数個の自動変数に対して基準となる
アドレスを被デバッグプログラムを実行しているプロセ
ッサのレジスタに格納し、レジスタ（以下、ベースポイ
ンタという）に対する相対オフセットを使用して自動変
数にアクセスするという機能とを持つ。本実施例のプロ
グラム評価装置では、同じメモリ領域に割り付けられた
自動変数を区別するために、各サブプログラムコール
（呼出し）に対して一意となるサブプログラム識別番号
を用いる。

【００１９】評価用プロセッサ１は、被デバッグプログ
ラムを実行しプログラムの誤りを発見するための情報を
出力することができるプロセッサである。詳しくは、評
価用プロセッサ１は、プログラムの誤りを発見するため
に、リードストローブ信号２１，ライトストローブ信号
２２およびアドレス２３を出力することはもちろんのこ
と、プログラムカウンタの値１３やベースポインタの値
１２を出力するとともに、サブプログラムコール命令の
実行時にサブプログラムコール命令を実行したことを示
すＣＡＬＬストローブ信号５を出力し、サブプログラム
リターン命令の実行時にサブプログラムリターン命令が
実行されたことを示すＲＥＴストローブ信号６を出力す
る。

【００２０】コールカウンタ２は、評価用プロセッサ１
が被デバッグプログラムのサブプログラムコール命令を
実行したことを示す評価用プロセッサ１から出力される
ＣＡＬＬストローブ信号５を入力し、評価用プロセッサ
１が被デバッグプログラムの実行を開始した時点からの
順序比較可能な一意なサブプログラム識別番号を出力す
るカウンタである。コールカウンタ２は、被デバッグプ
ログラムの実行開始からのＣＡＬＬストローブ信号５の
数をカウントし、これをサブプログラム識別番号として
出力する。コールカウンタ２は、被デバッグプログラム
の実行前に別のプロセッサ（図示せず）により初期値１
にセットされる。初期値１にセットする理由は後で述べ
る。

【００２１】スタックカウンタ３とスタックメモリ４と
は連動しており、ＣＡＬＬストローブ信号５およびＲＥ
Ｔストローブ信号６に応じてサブプログラム識別番号を
プッシュ・ポップするサブプログラム識別番号スタック
として機能する。このサブプログラム識別番号スタック
は、ＣＡＬＬストローブ信号５と、評価用プロセッサ１
が被デバッグプログラムのサブプログラムリターン命令
を実行したことを示す評価用プロセッサ１から出力され
るＲＥＴストローブ信号６と、コールカウンタ２の出力
であるサブプログラム識別番号とを入力し、ＣＡＬＬス
トローブ信号５の発生時に、それ以前にコールカウンタ
２から出力されていたサブプログラム識別番号を待避し
てコールカウンタ２から出力された新しいサブプログラ
ム識別番号を出力し、ＲＥＴストローブ信号６の発生時
に、待避されていたサブプログラム識別番号を復帰さ
せ、復帰させたサブプログラム識別番号を出力する後入
れ先出し方式の記憶回路である。スタックカウンタ３
は、被デバッグプログラムの実行前に別のプロセッサに
より初期値０にクリアされる。

【００２２】ここで、図２を参照してコールカウンタ
２，スタックカウンタ３およびスタックメモリ４の動作
を説明する。なお、図２は、被デバッグプログラムの実
行がある程度進んだところから説明を開始しており、図
２中の｛ａ｝は説明開始時点のスタックカウンタ３の出
力の値を示し、｛ｎ｝は説明開始時点のコールカウンタ
２の出力の値を示す。

【００２３】サブプログラムがコールされた場合（図２
のＡ）、評価用プロセッサ１からＣＡＬＬストローブ信
号５が出力され、スタックカウンタ３およびコールカウ
ンタ２がインクリメントされ、値がそれぞれ｛ａ＋１｝
および｛ｎ＋１｝に変化する。そして、スタックメモリ
４のアドレス｛ａ＋１｝にサブプログラム識別番号｛ｎ
＋１｝がライトされ、ライトされた値はそのままスタッ
クメモリ４から出力される。このとき、以前のサブプロ
グラム識別番号｛ｎ｝はそのままスタックメモリ４のア
ドレス｛ａ｝に残る。

【００２４】さらに、サブプログラムがコールされた場
合（図２のＢ）、図２のＡのときと同様に、評価用プロ
セッサ１からＣＡＬＬストローブ信号５が出力され、ス
タックカウンタ３およびコールカウンタ２がインクリメ
ントされ、値がそれぞれ｛ａ＋２｝および｛ｎ＋２｝に
変化し、スタックメモリ４から｛ｎ＋２｝が出力され
る。

【００２５】サブプログラムがリターンする場合（図２
のＣ）、評価用プロセッサ１からＲＥＴストローブ信号
６が出力され、スタックカウンタ３がデクリメントさ
れ、値が｛ａ＋１｝に戻る。その結果、スタックメモリ
４の出力は以前のサブプログラム識別番号｛ｎ＋１｝に
戻る。ただし、このときには、コールカウンタ２はデク
リメントされずに、被デバッグプログラムの実行開始か
らのサブプログラムのコール回数を維持する。

【００２６】さらに、この後にサブプログラムがコール
されると（図２のＤ）、図２のＢのときと同様に、スタ
ックカウンタ３およびコールカウンタ２がインクリメン
トされ、値がそれぞれ｛ａ＋２｝および｛ｎ＋３｝に変
化する。このとき、コールカウンタ２の値、すなわちサ
ブプログラム識別番号は｛ｎ＋３｝となり、図２のＢの
ときの値｛ｎ＋２｝とは異なる値になり、個々のサブプ
ログラムコールを区別することができる。

【００２７】本実施例のプログラム評価装置では、変数
にライトしたときのサブプログラム識別番号と、変数を
リードしたときのサブプログラム識別番号とを比較する
ことにより、未初期化変数の参照を検出するようになっ
ている。このため、正常な初期化が行われていても、ラ
イトしたときのサブプログラム識別番号とリードしたと
きのサブプログラム識別番号とが異なる場合があるよう
な変数に対しては、サブプログラム識別番号の比較を行
わないようにする必要がある。このような変数として、
大域変数や上位側のサブプログラムの自動変数がある。
大域変数はどのサブプログラムからもアクセス可能であ
り、また上位側のサブプログラムの自動変数は下位のサ
ブプログラムからアクセス可能であるからである。

【００２８】例えば、図２のＺでは、現在実行中のサブ
プログラムのサブプログラム識別番号は｛ｎ＋１｝であ
るが、このサブプログラムが大域変数をリードした場
合、その大域変数を初期化したプログラムは、図２の
Ｗ，ＸまたはＹのときに実行中であったサブプログラム
であってもよく、その場合、サブプログラム識別番号は
｛ｎ｝，｛ｎ＋１｝または｛ｎ＋２｝となり、｛ｎ＋
１｝との相関はない。

【００２９】また、同様に、このサブプログラムがサブ
プログラム識別番号｛ｎ｝で示される上位側のサブプロ
グラムの自動変数をリードした場合、その自動変数を初
期化したプログラムは、図２のＷ，ＸまたはＹのときに
実行中であったサブプログラムであってもよく、その場
合、サブプログラム識別番号は｛ｎ｝，｛ｎ＋１｝また
は｛ｎ＋２｝となり、｛ｎ＋１｝との相関はない。

【００３０】このように、大域変数や上位側のサブプロ
グラムの自動変数をリードする場合、サブプログラム識
別番号の比較を行ってはならない。

【００３１】加えて、現在実行中のサブプログラムとい
うのはかならず最下位のサブプログラムであり、現在実
行中のサブプログラムの下位側のサブプログラムという
ものは存在しない。したがって、本実施例のプログラム
評価装置では、現在実行中のサブプログラムの自動変数
をリードする場合のみ、サブプログラム識別番号の比較
を行っている。

【００３２】一方、現在実行中のサブプログラムの自動
変数をリードする場合でも、自動変数の初期化が別のサ
ブプログラムにより行われる場合もある。

【００３３】例えば、図２のＹのときに実行中であった
サブプログラム識別番号｛ｎ＋２｝のサブプログラム
が、上位側のサブプログラム識別番号｛ｎ＋１｝のサブ
プログラムの自動変数を初期化することもある。この場
合、図２のＺでは、現在実行中のサブプログラムのサブ
プログラム識別番号は｛ｎ＋１｝であるが、そのサブプ
ログラムの自動変数を初期化したサブプログラムのサブ
プログラム識別番号は｛ｎ＋２｝である。

【００３４】このように、現在実行中のサブプログラム
のサブプログラム識別番号よりも大きなサブプログラム
識別番号のサブプログラムにより自動変数が初期化され
ることがあるが、現在実行中のサブプログラムのサブプ
ログラム識別番号よりも小さなサブプログラム識別番号
のサブプログラムにより自動変数が初期化されることは
なく、このような状況は、未初期化の自動変数を参照し
た場合にのみ発生する。

【００３５】すでに述べたように、本実施例のプログラ
ム評価装置では、現在実行中のサブプログラムに属する
自動変数をリードする場合のみ、サブプログラム識別番
号の比較を行う必要がある。そのため、リードされた変
数が現在実行中のサブプログラムの自動変数であるかど
うかを判定しなければならない。現在実行中のサブプロ
グラムの自動変数は、現在のベースポインタの値１２で
示されるアドレスと、その値に現在実行中のサブプログ
ラムが使用する自動変数領域のサイズを加算したアドレ
スとの間にあるため、リードしたアドレスが、この範囲
内にあるかどうかを判定すればよい。

【００３６】各サブプログラムの自動変数領域の情報
は、コンパイラが、ソースプログラムをコンパイルして
実行プログラムを生成するときに、これとともに生成さ
れる。この情報は、図３に示すように、各サブプログラ
ムの開始アドレス，各サブプログラムのサイズ，および
各サブプログラムが使用する自動変数領域のサイズのテ
ーブルで構成される。

【００３７】本実施例のプログラム評価装置では、被デ
バッグプログラムの実行プログラムを読み込むときに、
この各サブプログラムの自動変数領域の情報をともに読
み込み、別のプロセッサにより図４に示すように自動変
数領域サイズメモリ７に格納する。自動変数領域サイズ
メモリ７は、プログラムフェッチ用のプログラム格納メ
モリと同一のアドレス空間をもち、自動変数領域のサイ
ズを、各サブプログラムの開始アドレスから、各サブプ
ログラムのサイズ分の領域に対して格納することができ
るようになっている。自動変数領域サイズメモリ７は、
評価用プロセッサ１から出力されるプログラムカウンタ
の値１３をアドレスとして入力し、予め前記アドレスに
書き込んでおいたところの前記アドレスでの被デバッグ
プログラムのサブプログラムの自動変数で使用されるメ
モリ領域のサイズを出力する。

【００３８】加算器８，下限比較器９，上限比較器１０
およびＯＲゲート１１からなる自動変数判定回路は、評
価用プロセッサ１から出力されるベースポインタの値１
２と、自動変数領域サイズメモリ７から出力される自動
変数領域のサイズと、評価用プロセッサ１がデータ格納
メモリ（図示せず）にアクセスする場合に評価用プロセ
ッサ１が出力するアドレス２３とを入力し、アドレス２
３がベースポインタの値１２と自動変数領域のサイズと
で示されるアドレス範囲の上限と下限との間に含まれる
かどうかを比較し、含まれていた場合にはその出力を有
効を示すＬレベルにする回路である。

【００３９】評価用プロセッサ１から出力されたベース
ポインタの値１２は、現在実行中のサブプログラムの自
動変数領域の下限のアドレスとして下限比較器９に入力
される。また、現在実行中のサブプログラムの自動変数
領域のサイズは、データリード時のプログラムカウンタ
の値１３を自動変数領域サイズメモリ７のアドレスとす
ることで、自動変数領域サイズメモリ７の出力から得る
ことができる。この値とベースポインタの値１２とを加
算器８で加算し、現在実行中のサブプログラムの自動変
数領域の上限のアドレスとして上限比較器１０に入力す
る。下限比較器９と上限比較器１０との出力は、ＯＲゲ
ート１１に入力される。結果として、ＯＲゲート１１の
出力は、アドレス２３が現在実行中のサブプログラムの
自動変数であった場合にＬレベルになる。

【００４０】カバレッジメモリ１４は、データアクセス
用のデータ格納メモリと同一のアドレス空間をもつメモ
リであり、被デバッグプログラムの実行前に別のプロセ
ッサにより全メモリ領域に対して初期値０が格納され
る。カバレッジメモリ１４は、スタックメモリ４の出力
であるサブプログラム識別番号と、評価用プロセッサ１
がデータ格納メモリにアクセスするときに出力するアド
レス２３と、評価用プロセッサ１がデータ格納メモリに
データライトするときに出力するライトストローブ信号
２２とを入力し、ライトストローブ信号２２の発生時に
アドレス２３にスタックメモリ４の出力であるサブプロ
グラム識別番号を記憶し、また評価用プロセッサ１がデ
ータ格納メモリにアクセスするときに出力するアドレス
２３に記憶されているサブプログラム識別番号を出力す
る。カバレッジメモリ１４では、データライト時にライ
トしたアドレス２３に対してサブプログラム識別番号を
書き込み、データリード時にリードしたアドレス２３に
対して前回ライトしたときのサブプログラム識別番号を
出力する。

【００４１】識別番号比較器１５，ＯＲゲート１６，１
７および１８ならびにＡＮＤゲート１９は、未初期化変
数参照検出回路を構成する。未初期化変数参照検出回路
中の識別番号比較器１５およびＯＲゲート１６は、カバ
レッジメモリ１４の出力であるサブプログラム識別番号
と、スタックメモリ４の出力であるサブプログラム識別
番号と、評価用プロセッサ１がデータ格納メモリからデ
ータリードするときに出力するリードストローブ信号２
１と、自動変数判定回路の出力（ＯＲゲート１１の出
力）とを入力し、リードストローブ信号２１が発生し、
かつ自動変数判定回路の出力（ＯＲゲート１１の出力）
が有効を示すＬレベルであり、かつカバレッジメモリ１
４の出力であるサブプログラム識別番号とスタックメモ
リ４の出力であるサブプログラム識別番号とを順序比較
した結果が前者が後者よりも先に生成されたことを示し
ていた場合に、未初期化の自動変数の参照を検出したこ
とを示すＬレベルの信号を出力する。

【００４２】識別番号比較器１５は、カバレッジメモリ
１４から出力されたサブプログラム識別番号、すなわち
データライト時のサブプログラム識別番号と、現在実行
中のサブプログラムのサブプログラム識別番号、すなわ
ちデータリード時のサブプログラム識別番号とを比較
し、カバレッジメモリ１４から出力されたサブプログラ
ム識別番号が小さかった場合には出力をＬレベルにす
る。

【００４３】先に述べたように、サブプログラム識別番
号の比較は、現在実行中のサブプログラムの自動変数を
リードしたときのみ有効であるため、ＯＲゲート１６
で、識別番号比較器１５の出力と、リードストローブ信
号２１と、データアクセスが現在実行中のサブプログラ
ムの自動変数に対するものであることを示すＯＲゲート
１１の出力との論理和をとっている。ＯＲゲート１６の
出力は、未初期化の自動変数を参照したかどうかを示し
ており、未初期化の自動変数を参照した場合には出力が
Ｌレベルになる。

【００４４】また、未初期化変数参照検出回路中のＯＲ
ゲート１７とＯＲゲート１８とは、データリード時に、
カバレッジメモリ１４から出力されたサブプログラム識
別番号が０であったならば、Ｌレベルを出力するように
なっている。先に述べたように、カバレッジメモリ１４
は、被デバッグプログラムの実行前に全メモリ領域に初
期値０が格納され、コールカウンタ２は、被デバッグプ
ログラムの実行前に初期値１がセットされるようになっ
ている。コールカウンタ２の初期値が１であるため、カ
ウントが一周しない限り、サブプログラム識別番号は０
以外の値となる。一方、カバレッジメモリ１４は、デー
タライト時にかならずサブプログラム識別番号が書き込
まれるようになっている。したがって、データリード時
に、カバレッジメモリ１４から出力されたサブプログラ
ム識別番号が０であった場合、被デバッグプログラムの
実行開始から一度もデータライトが行われていないこと
を示しており、これは明らかな未初期化変数の参照を示
している。

【００４５】ＡＮＤゲート１９は、ＯＲゲート１６とＯ
Ｒゲート１８との出力をまとめ、未初期化変数の参照を
検出した場合にＬレベルの未初期化変数参照検出信号を
出力し、外部インターフェース回路２０に未初期化変数
の参照があったことを知らせる。

【００４６】外部インターフェース回路２０は、評価用
プロセッサ１にて実行中の被デバッグプログラムが未初
期化変数の参照を行ったことを検出したＬレベルの未初
期化変数参照検出信号を入力し、それをデバッグ作業者
に通知する回路である。

【００４７】次に、このように構成された本実施例のプ
ログラム評価装置の動作の概要について、図５に示すフ
ローチャートを参照しながら説明する。

【００４８】まず、カバレッジメモリ１４の全メモリ領
域に初期値０を、コールカウンタ２に初期値１を、スタ
ックカウンタ３に初期値０を、自動変数領域サイズメモ
リ７に図４に示したように自動変数領域のサイズをそれ
ぞれ初期設定した後（ステップＳ１０１）、評価用プロ
セッサ１が被デバッグプログラムの実行を開始する（ス
テップＳ１０２）。

【００４９】評価用プロセッサ１による被デバッグプロ
グラムの実行中に（ステップＳ１０３）、サブプログラ
ムコール命令が実行されると（ステップＳ１０４でイエ
ス）、評価用プロセッサ１からＣＡＬＬストローブ信号
５が出力され、コールカウンタ２の出力であるサブプロ
グラム識別番号がスタックメモリ４に待避されるととも
にスタックカウンタ３が１つカウントアップされてスタ
ックメモリ４の出力にサブプログラム識別番号が出力さ
れる（ステップＳ１０５）。また、コールカウンタ２が
１つカウントアップされて、コールカウンタ２の出力に
新しいサブプログラム識別番号が生成される（ステップ
Ｓ１０６）。

【００５０】また、サブプログラムリターン命令の実行
時には（ステップＳ１０７でイエス）、評価用プロセッ
サ１からＲＥＴストローブ信号６が出力され、スタック
カウンタ３が１つカウントダウンされて、スタックメモ
リ４の出力には待避されていた前回のサブプログラムコ
ール時のサブプログラム識別番号が復帰される（ステッ
プＳ１０８）。

【００５１】さらに、データ格納メモリにデータライト
が行われるたびに（ステップＳ１０９でイエス）、評価
用プロセッサ１からライトストローブ信号２２が出力さ
れ、データライトが行われたアドレス２３と同じアドレ
スでカバレッジメモリ１４に、スタックメモリ４の出力
であるサブプログラム識別番号が書き込まれる（ステッ
プＳ１１０）。

【００５２】さらにまた、データ格納メモリからデータ
リードが行われるたびに（ステップＳ１１１でイエ
ス）、評価用プロセッサ１からリードストローブ信号２
１が出力され、ＯＲゲート１６および１８に入力され
る。これにより、ＯＲゲート１６では、自動変数判定回
路の出力（ＯＲゲート１１の出力）が、自動変数領域サ
イズメモリ７に記憶された各サブプログラムの自動変数
領域のサイズを参照してデータ格納メモリからのデータ
リードが現在実行中のサブプログラムの自動変数に対す
るものであるかどうかが判断される（ステップＳ１１
２）。そして、それが現在実行中のサブプログラムの自
動変数に対するデータリードであった場合（ステップＳ
１１２でイエス）、識別番号比較器１５によりスタック
メモリ４の出力である現在実行中のサブプログラムコー
ルのサブプログラム識別番号と、カバレッジメモリ１４
に記憶されていた前回のデータライト時のサブプログラ
ム識別番号とが比較され（ステップＳ１１３）、前者が
後者より大きくなければ（サブプログラム識別番号の大
小関係が正常でなければ）、識別番号比較器１５の出力
がＬレベル、ＯＲゲート１６の出力がＬレベル、ＡＮＤ
ゲート１９の出力がＬレベルとなって未初期化の自動変
数の参照であることが検出され、外部インターフェース
回路２０に通知される（ステップＳ１１５）。また、現
在実行中のサブプログラムの自動変数以外の変数に対す
るデータリードであった場合にも（ステップＳ１１２で
ノー）、被デバッグプログラムの実行前にカバレッジメ
モリ１４の全メモリ領域に初期値０を設定しておき、デ
ータ格納メモリからデータリードが行われたときに、カ
バレッジメモリ１４に記憶されていたサブプログラム識
別番号が初期値０であるかどうかを判定することにより
（ステップＳ１１４）、初期値０であれば、ＯＲゲート
１７の出力がＬレベル、ＯＲゲート１８の出力がＬレベ
ル、ＡＮＤゲート１９の出力がＬレベルとなって未初期
化変数の参照であることが検出され、外部インターフェ
ース回路２０に通知される（ステップＳ１１５）。

【００５３】図６は、本発明の第２実施例に係るプログ
ラム評価装置の回路図である。図１に示した第１実施例
のプログラム評価装置では、コンパイラが生成した実行
プログラムのベースポインタが各サブプログラムの自動
変数領域の下限を指しているような実行プログラムに対
して、データアクセスが現在実行中のサブプログラムの
自動変数に対するアクセスであるかどうかを判定するよ
うになっていた。これに対して、第２実施例のプログラ
ム評価装置では、コンパイラが生成した実行プログラム
のベースポインタが各サブプログラムの自動変数領域の
上限を指しているような実行プログラムに対して、デー
タアクセスが現在実行中のサブプログラムの自動変数に
対するアクセスであるかどうかを判定するようになって
いる。すなわち、第１実施例のプログラム評価装置で
は、ベースポインタの値１２と自動変数領域のサイズ値
とを加算器８で加算していたが、第２実施例のプログラ
ム評価装置では、ベースポインタの値１２から自動変数
領域のサイズ値を減算器８’で減算するようになってい
る。減算器８’の出力は、現在実行中のサブプログラム
の自動変数領域の下限の値として下限比較器９に入力さ
れ、ベースポインタの値は、現在実行中のサブプログラ
ムの自動変数領域の上限の値として上限比較器１０に入
力される。

【００５４】また、第２実施例のプログラム評価装置で
は、スタックカウンタ３のカウント動作が、図１に示し
た第１実施例のプログラム評価装置とは逆になってお
り、ＣＡＬＬストローブ信号５によりダウンカウント
し、ＲＥＴストローブ信号６によりアップカウントする
ようになっている。

【００５５】さらに、第２実施例のプログラム評価装置
では、コールカウンタ２’のカウント動作が第１実施例
のプログラム評価装置におけるコールカウンタ２のカウ
ント動作とは逆になっており、ＣＡＬＬストローブ信号
５によりダウンカウントするようになっている。これに
合わせて、第２実施例のプログラム評価装置では、コー
ルカウンタ２’は、被デバッグプログラムの実行前に別
のプロセッサにより（最大値−１）にセットされ、カバ
レッジメモリ１４は、被デバッグプログラムの実行前に
別のプロセッサによりコールカウンタ２’の最大値がセ
ットされるようになっている。ここで、最大値とは、コ
ールカウンタ２’の出力のすべてのビットがＨレベルに
なった場合の値である。

【００５６】同じく、第２実施例のプログラム評価装置
では、識別番号比較器１５’の比較条件も第１実施例の
プログラム評価装置における識別番号比較器１５の比較
条件とは逆になっており、カバレッジメモリ１４から出
力されたサブプログラム識別番号の方が大きかった場合
に出力をＬレベルにするようになっている。また、第１
実施例のプログラム評価装置でのＯＲゲート１７は、第
２実施例のプログラム評価装置ではＮＡＮＤゲート１
７’に変更されている。

【００５７】なお、その他の特に言及しなかった部分
は、図１に示した第１実施例のプログラム評価装置と同
様に構成されているので、対応する部分に同一符号を付
してそれらの詳しい説明を省略する。

【００５８】このように構成された第２実施例のプログ
ラム評価装置でも、図１に示した第１実施例のプログラ
ム評価装置とほぼ同様に動作して、未初期化変数の参照
を検出することができることはいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、識別番号
生成手段，識別番号記憶手段，変数領域記憶手段，識別
番号比較手段および変数領域比較手段を設け、識別番号
比較手段の比較結果と変数領域比較手段の比較結果とに
より情報処理装置の未初期化の自動変数の参照を検出す
るようにしたことにより、ハードウェアによって未初期
化の自動変数の参照を容易に検出することができ、プロ
グラムの暴走を未然に防止して、デバッグの効率向上と
プログラムの品質向上とを図ることができるという効果
がある。

【００６０】さらに、識別番号記憶手段に初期値を設定
しておき、識別番号記憶手段より読み出された識別番号
が初期値であることを検出手段によって検出するように
したことにより、未初期化の自動変数以外の未初期化変
数の参照をも検出できるので、プログラムの暴走をより
未然に防止して、より一層のデバッグの効率向上とプロ
グラムの品質向上とを図ることができるという効果があ
る。

【００６１】また、擬似不定値を使用せずに未初期化変
数の検出を行っているため、各変数ごとに擬似不定値を
指定する手間が不要であり、変数によっては擬似不定値
を指定できないといった不都合も生じることがない。

【００６２】さらにまた、被デバッグプログラムに一切
変更を加えることなくハードウェアによって未初期変数
を検出しているため、プログラムサイズやプログラム実
行速度が変化することがなく、擬似不定値を使用した場
合のようにプログラムサイズが２倍以上になってしまっ
たり、プログラム実行速度が１／２以下になってしまっ
たりといった不具合がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るプログラム評価装置
の回路図である。

【図２】第１実施例のプログラム評価装置におけるサブ
プログラム識別番号の生成タイミングを示す図である。

【図３】第１実施例のプログラム評価装置においてコン
パイラが生成する自動変数領域サイズの情報を示す図で
ある。

【図４】図１中の自動変数領域サイズメモリの内容を示
す図である。

【図５】第１実施例のプログラム評価装置の処理の概要
を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２実施例に係るプログラム評価装置
の回路図である。

【図７】従来の擬似不定値による未初期化変数の参照の
検出を示すフローチャートである。

【図８】従来のハードウェアによる未初期化変数の参照
の検出回路を示す図である。

【図９】（ａ）および（ｂ）はソースプログラムの例を
示し、（ｃ）および（ｄ）はコンパイル後のオブジェク
トプログラムの例を示す図である。

【図１０】（ａ）〜（ｅ）はスタック上の自動変数の割
付け例を示す図である。

【符号の説明】

１ 評価用プロセッサ ２，２’ コールカウンタ ３ スタックカウンタ ４ スタックメモリ ５ ＣＡＬＬストローブ信号 ６ ＲＥＴストローブ信号 ７ 自動変数領域サイズメモリ ８ 加算器 ８’ 減算器 ９ 下限比較器 １０ 上限比較器 １１ ＯＲゲート １２ ベースポインタの値 １３ プログラムカウンタの値 １４ カバレッジメモリ １５，１５’ 識別番号比較器 １６ ＯＲゲート １７ ＯＲゲート １７’ ＮＡＮＤゲート １８ ＯＲゲート １９ ＡＮＤゲート ２０ 外部インターフェース回路 ２１ リードストローブ信号 ２２ ライトストローブ信号 ２３ アドレス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報処理装置が実行するプログラムを識
   別する識別番号を生成する識別番号生成手段と、識別番
   号を記憶する識別番号記憶手段と、プログラム毎に変数
   の領域を記憶する変数領域記憶手段と、実行中のプログ
   ラムの識別番号と前記識別番号記憶手段に記憶された識
   別番号とを比較する識別番号比較手段と、プログラム実
   行によるデータアドレスと前記変数領域記憶手段に記憶
   された変数領域とを比較する変数領域比較手段とを有
   し、前記識別番号比較手段の比較結果と前記変数領域比
   較手段の比較結果とにより情報処理装置の未初期化変数
   の参照を検出することを特徴とするプログラム評価装
   置。
2. 【請求項２】 前記識別番号記憶手段に初期値を設定し
   ておき、前記識別番号記憶手段より読み出された識別番
   号が初期値であることを検出する検出手段を有し、前記
   識別番号が初期値のままであった場合に情報処理装置の
   未初期化変数の参照が行われたことを検出する請求項１
   記載のプログラム評価装置。