JP3094475B2 - プログラム検証方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プログラムを検証する
方法、およびその方法のためのプログラム検証ツールと
コンパイラに関する。

【０００２】特に、並列処理あるいはベクトル処理を目
的とするプログラム実行時における配列データの不正参
照の可能性を検出して対応するソースプログラムの適否
を検証する方法およびその方法を実行するのに有用なプ
ログラム検証ツールおよびコンパイラに関する。

【０００３】

【従来の技術】並列計算機あるいはベクトル計算機でユ
ーザプログラムを実行した場合しばしば発生する不良原
因の一つは、配列データの不正参照（つまり定義と引用
の順番が変わること）である。

【０００４】逐次実行用ソースプログラムから並列計算
機あるいはベクトル計算機で実行可能な部分を自動的に
見付け出す機能を持ったコンパイラでは、配列データに
ついて同一配列要素に対して定義と引用、定義と定義が
同じループ繰返しで行なわれるかを解析し、ソースプロ
グラムの並列化あるいはベクトル化が可能かどうかが判
定される。しかし、配列添字内に実行時中に値が決まる
変数が存在するような場合にはコンパイル時にどの配列
要素かを決定することができない。この場合にはコンパ
イラは並列化やベクトル化を判定できないため、通常ユ
ーザによる指示に従って並列化する方法がとられてい
る。しかしながらこの方法では指示を誤るために実行結
果の不良を引き起こすことが多い。

【０００５】また、並列処理を記述することができる言
語で書かれたプログラムでは、ユーザの記述誤りが発生
しやすい。この誤りをコンパイラによる配列データの参
照関係のチェックで発見することも可能であるが、上述
したように、全てのケースがコンパイル時の解析によっ
て明らかにならないため、やはり実行結果の不良を引き
起こすことがある。

【０００６】プログラムを実行したときの配列データへ
のアクセスパターンをチェックし、表示する従来の方法
が、「Parallel Computing9 (1988/89) 25-35」におい
て論じられている。この方法は、高性能計算機向けアル
ゴリズムを検証することを狙いとしたものであり、逐次
実行用プログラムが実行された場合の定義と引用のアク
セス順がそれぞれ別ウィンドウ画面に表示される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、並
列計算機あるいはベクトル計算機で実行されるプログラ
ムについては考慮されていない。即ち、そのデバッグと
いう観点で、配列データの不正参照の可能性をチェック
することについての考慮がなされていない。従って、配
列データの参照関係をチェックし、プログラムが並列処
理あるいはベクトル処理に適するか否かを検証する方法
が必要となる。また、検証結果を分かり易く表示する方
法と、そのためのプログラム検証ツールとコンパイラが
必要となる。

【０００８】並列計算機あるいはベクトル計算機で実行
することを目的とするプログラムのデバッグは、これら
ターゲット計算機を用いてデバッグするのが一般的であ
る。しかし、デバックのためにこれらの高性能計算機を
使用するのは計算機利用効率という面で問題がある。

【０００９】本発明の第１の目的は、オブジェクトプロ
グラム実行時における配列データの参照関係をチェック
して、対応するソースプログラムの並列処理あるいはベ
クトル処理に対する適否を検証する方法を提供すること
にある。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、その検証結
果を分かり易く表示する方法を提供することにある。

【００１１】本発明の第３の目的は、並列計算機やベク
トル計算機で実行することを目的とするソースプログラ
ムをコンパイルするためのコンパイラを提供することに
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴の第１の観
点では、並列処理単位としての複数の並列プロセスに番
号を割当て、配列要素が定義された並列プロセス番号
と、その配列要素が作用された並列プロセス番号とを比
較し、両者が一致するか否かによってその配列要素への
不正参照の可能性を判定する。これによりプログラムの
並列処理可能性が検証されることができる。

【００１３】また、本発明の特徴の第２の観点では、ベ
クトル化文に順に番号を付け、検査されるべき配列要素
が定義されたベクトル化文番号と、その配列要素が引用
されたベクトル化文番号とを比較し、両者の大小によっ
てその配列要素への不正参照の可能性を判定する。これ
によりプログラムのベクトル処理可能性が検証されるこ
とができる。

【００１４】また、本発明の特徴の、第３の観点では、
複数の配列要素に対応する表示領域を一次元または二次
元のマトリクス状に配置し、それらの各表示領域で、対
応する配列要素への不正参照の可能性を示すデータが表
示される。

【００１５】また、本発明の特徴の第４の観点では、配
列要素の定義・引用の別を示すアクセス種別と、添字値
と、アクセスされた並列プロセス番号またはベクトル化
ソース文番号とを配列アクセス情報として入力し、その
配列要素が定義された並列プロセス番号またはベクトル
化ソース文番号と、その配列要素が引用された並列プロ
セス番号またはベクトル化ソース文番号とを比較して、
プログラムの並列処理可能性またはベクトル処理可能性
を検証することができるプログラム検証ツールとそのプ
ログラム検証ツールが前記配列アクセス情報をソースプ
ログラムから得られるようにするコンパイラが提供され
る。

【００１６】

【作用】並列処理可能であるためには、並列プロセスを
任意の順番で実行しても正しい結果が得られる必要があ
る。つまり、各配列要素の定義と引用は同じ並列プロセ
スで行われる必要がある。定義時の並列プロセス番号と
引用時の並列プロセス番号とが異なることを検出するこ
とにより、配列データへの不正参照の可能性を検出する
ことが出来る。すなわち、第１の観点により、プログラ
ムの並列処理に対する適否を検証できる。

【００１７】一方、ベクトル処理されるときの各配列要
素の参照順序はベクトル化ソース文番号の順となるか
ら、定義が引用より先にあるためには、ある配列要素の
引用時のソース文番号がその配列要素の定義時のソース
文番号より大きい必要がある。引用時のソース文番号と
定義のソース文番号の大小を比較することにより、配列
データへの不正参照の可能性を検出することが出来る。
すなわち、上記第２の観点により、プログラムのベクト
ル処理に対する適否を検証できる。

【００１８】第３の観点によるトレースデータの表示方
法では、各配列要素への不正参照の可能性が、画面上で
マトリクス状に配置されて表示される。従って、どの配
列要素が並列処理あるいはベクトル処理の阻害原因かを
一目で把握できるようになる。

【００１９】第４の観点による本発明のプログラム検証
ツールおよびコンパイラは、逐次計算機で動作すること
が出来るから、並列計算機やベクトル計算機で実行する
ことを目的とするソースプログラムを逐次計算機を用い
てデバッグすることが可能となる。

【００２０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。なお、これにより本発明が限定されるものでは
ない。

【００２１】図１は、ソースプログラムをロードモジュ
ールに変換し、実行するための逐次計算機システムの構
成を示す。逐次計算機システムはＣＰＵ１０，メモリ１
２，外部格納装置１４，表示装置１６，キーボード１８
から構成される。装置１４にはソースプログラム１００
と本発明によるコンパイラ２００が格納されている。図
３は逐次計算機システムの機能ブロック図を示す。装置
１４に格納されているソースプログラム１００とコンパ
イラ２００はメモリ１２にロードされる。コンパイラ２
００がＣＰＵ１０により実行され、ソースプログラム１
００はユーザが入力する検査対象とする配列の名称に依
存してロードモジュール３００に変換され、メモリ１２
に格納される。その後ロードモジュール３００は装置１
４に格納される。

【００２２】コンパイラ２００は、ループ分割部２３０
と、アクセス情報付加部２１０と、コード生成部２２０
とを有している。

【００２３】２３０は、ソースプログラム１００が並列
処理を目的とする場合には、ソースプログラム１００の
並列処理の対象部分を複数の並列処理単位に分け、２１
０は各並列処理単位内のユーザが指定した検査対象配列
の要素にその並列処理単位を示すアクセス識別子を割当
てる。例えば、２３０は、図１３のループ４０をループ
４１に変換する。並列処理のための分割数ＮＤを４とす
ると、ループ４１はループ４０ａから４０ｄと等価であ
る。２１０は並列プロセス番号＃１のループ４０ａ内の
文４１ａで定義される配列Ａの要素と、文４２ａで引用
される配列Ａの要素に対しては、アクセス識別子＃１を
割当てる。同様に、並列プロセス番号＃２，＃３，＃４
のループ４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ内で定義・引用される
配列Ａの要素にはアクセス識別子＃２，＃３，＃４をそ
れぞれ割当てる。

【００２４】次に、コード生成部２２０は、検査対象配
列の要素の定義または引用がある毎にそのアクセス情報
レコードを配列アクセス情報ファイル４００へ出力する
ためのオブジェクトコードを生成し、オブジェクトプロ
グラムに付加しロードモジュール３００に出力する。コ
ンパイル中にオブジェクトプログラムに付加するもので
もよい。アクセス情報レコードには、アクセス識別子の
他、アクセスされる配列要素の値と添字、及びソースプ
ログラムのステートメント番号が含まれる。

【００２５】以上により、コンパイラ２００から出力さ
れたロードモジュール３００の実行が完了すれば、その
配列データに関するアクセス情報レコードが格納された
配列アクセス情報ファイル４００が作成され格納装置２
６に格納される。

【００２６】ファイル４００の各レコードは、図７に示
す如きデータ形式を有している。フィールド４１０に
は、配列データの要素がアクセスされた順番が格納され
る。フィールド４２０には、定義か引用か示すアクセス
種別が格納される。フィールド４３０には、次元別の配
列添字値が格納される。フィールド４４０には、アクセ
ス識別子が格納される。フィールド４５０にはソースプ
ログラムの文番号が格納される。フィールド４６０には
アクセスされた配列要素の値が格納される。

【００２７】ファイル４００は、本発明の一実施例のプ
ログラム検証ツールを含むトレースデータ表示ツール５
００と共に、シングル計算機システムの格納装置１４か
らメモリ１２に移され実行される。これにより並列計算
機システムは他の処理に使用することができる。

【００２８】図６ツール５００を示す。ツール５００は
配列情報入力部５１０と配列アクセス情報処理部５２０
を有している。部５１０はファイル４００のレコードを
フィールド４１０のアクセス番号順に入力し、部５２０
に渡す。

【００２９】部５２０は、図８に示すように、アクセス
識別子比較部５２２と、アクセス識別情報更新部５２４
と、表示色決定部５２６と、アクセス識別子格納用スト
レージ５２８を有している。ストレージ５２８は、配列
要素に対応したエントリを有しており、アクセスされた
配列要素のアクセス識別子とアクセス識別とを、対応す
るエントリに格納する。この格納されたアクセス識別子
はＰＲＥＩＤと表わされ初期値は０である。

【００３０】部５２０は、並列計算機で実行することを
目的とするプログラムに対しては、図９に示すフローチ
ャートに従って作動する。

【００３１】これらフローチャート中、ステップ５２２
ａ〜５２２ｅは部５２２による処理を、ステップ５２４
ａは部５２４による処理を、ステップ５２６ａ〜５２６
ｃは部５２６による処理を示す。

【００３２】次に、図９に示す並列計算機で実行するこ
とを目的とするプログラムに対する作動を説明する。

【００３３】最初に並列計算機で実行することを目的と
するソースプログラムに対する本発明のプログラム検証
方法の実施例を図１１〜１４を用いて説明する。

【００３４】図１１に示すループ３０を並列に計算する
ことは、ループ３０をループ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，
３０ｄに分割し、これら分割したループ３０ａ，３０
ｂ，３０ｃ，３０ｄを並列に実行することである。この
ときに、もし、分割したループにまたがって同一配列要
素の定義・引用が存在すると、もとの定義・引用の順が
逆転する可能性がある。これは、並列実行といっても、
プロセッサの空き状態により各分割ループが同時に実行
されると限らないからである。

【００３５】さらに、同一要素への定義が分割したルー
プの異なるループに存在する場合も、その要素の最終値
がプロセッサの状態によって変化する可能性がある。し
たがって、これら２つのケースは並列計算機で正しく実
行できる。

【００３６】図１２（Ａ）〜（Ｅ）は図１１で入力変数
Ｋ＝０の場合のループ３０、およびループ３０ａ，３０
ｂ，３０ｃと３０ｄにおける配列Ａの要素の定義・引用
の関係を示している。配列Ａの要素Ａ（Ｉ)d は定義を
表わし、配列Ａの要素Ａ（Ｉ）ｕ は引用を表わす。ル
ープ３０、およびループ３０ａ，３０ｂ，３０ｃおよび
３０ｄのいずれでも配列Ａの各要素は同じループでのみ
定義・引用が発生し、異なるループの間では定義・引用
の関係を持たない。従ってループ３０は、並列計算機で
正しく実行できる。

【００３７】次に、図１３のループ４０を実行すること
は、これを分割することにより得られるループ４０ａ，
４０ｂ，４０ｃ，４０ｄを並列実行するのと等価であ
る。

【００３８】図１４（Ａ）〜（Ｄ）ループ４０、および
ループ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄにおける配列Ａ
の要素の定義・引用の関係を示している。この場合に
は、異なるループの間で同一要素が定義・引用される。
従って、並列実行によって不正参照が発生する可能性が
ある。

【００３９】一般に、配列添字が複雑で、しかも実行時
に入力文などによって値が決まる変数が添字に含まれる
と、実行するまでこの参照関係が分からないため、並列
計算機で正しく実行できるかどうかコンパイル時に判定
が容易でない。そこで、元のプログラムを並列対象部分
たとえばループを並列処理単位に分け任意の順番に並べ
たものと等価なプログラムに変換し、そのプログラムを
逐次計算機で実行させ、各配列要素の定義・引用が同一
並列処理単位で発生するか、異なる並列処理単位で発生
するかあるいは定義が異なる並列処理単位で発生するか
をチェックすることにすれば、上記参照関係を容易にチ
ェックできる。

【００４０】言い換えると、各配列要素の引用時の並列
プロセス番号（並列処理単位につけた番号）と定義時の
並列プロセス番号とが同じかあるいは各定義時の並列プ
ロセス番号が同じか否かをチェックすることによりプロ
グラムの並列処理可能性を検証することが出来る。

【００４１】図９のステップ５２２ｂでは、入力された
処理対象の配列要素に対応するので同じ添字値をもつア
クセス識別子格納用ストレージ５２８のエントリから旧
アクセス識別子ＰＲＥＩＤと旧アクセス種別を読み込
む。

【００４２】ステップ５２２ｄでは、ＰＲＥＩＤ＝０か
判定する。ＰＲＥＩＤ＝０、すなわち、現在処理中の配
列要素の値が未だ定義も引用もされていない場合には、
ステップ５２４ａに進む。ＰＲＥＩＤ≠０、すなわち、
現在処理中の配列要素の値が既に定義あるいは引用され
ている場合には、ステップ５２２ｅに進む。ステップ５
２２ｅでは、新，旧アクセス種別がともに引用か判定す
る。ともに引用の場合には、ステップ５２２ａに進む。
ともに引用でなければ、ステップ５２２ｃに進む。ステ
ップ５２２ｃでは、現在処理中の配列要素の新アクセス
識別子ＮＯＷＩＤと旧アクセス識別子ＰＲＥＩＤとが等
しいか判定する。異なる場合には、ステップ５２６ａに
進む。等しい場合にはステップ５２２ａに進む。

【００４３】ステップ５２４ａでは、現在処理中の配列
要素のアクセス識別子ＮＯＷＩＤとアクセス種別を、対
応するストレージ５２８のエントリに格納する。そし
て、ステップ５２２ａに進む。ステップ５２２ａでは、
現在処理中の配列要素のアクセス種別を判定する。種別
が定義ならば、ステップ５２６ｃに進む。種別が引用な
らば、ステップ５２６ｂに進む。

【００４４】ステップ５２６ａでは、現在処理中の配列
要素を色Ｃで表示すること且つ短時間だけ高輝度で表示
することを決定する。色Ｃは、定義あるいは引用時にア
クセス識別子が一致しない要素であることを示す。つま
り、不正参照の可能性のある要素であることを示す。短
時間だけ高輝度で表示するのは、現在処理中の配列要素
であることを示すためである。一方、ステップ５２６ｂ
では、現在処理中の配列要素を色Ｂで表示すること且つ
短時間だけ高輝度で表示することを決定する。色Ｂは、
引用された要素であることを示す。ステップ５２６ｃで
は、現在処理中の配列要素を色Ａで表示すること且つ短
時間だけ高輝度で表示することを決定する。色Ａは、定
義された要素であることを示す。

【００４５】以上の動作を、図１５に示すループ７００
でＫ：１の場合を用いて具体的に説明する。

【００４６】ループ７００をＤＯ２００で並列化する場
合、分割数ＮＤを用いてループ７０１に変換し、さらに
アクセス情報を出力するために、コンパイラは図１６の
ループ内の文７０１ａ，７０１ｂに対して、８１ｃ，８
２ｃに示すようなオブジェクトコードを付加する。この
とき７０１ａ，７０２ｂのソース文番号は各々ｎ，ｎ＋
１であるとする。７０１ａの検査対象配列要素Ａ（Ｉ，
Ｊ）に対しては、定義であることを示すアクセス種別
“ＤＥＦ”と添字の値Ｉ，Ｊとソース文番号ｎと、配列
要素の値をトレースデータとして出力するコードを生成
する。７０１ｂのＡ（Ｉ，Ｊ−Ｋ）に対しては、使用で
あることを示すアクセス種別“ＵＳＥ”と、添字の値
Ｉ，Ｊ−Ｋと、ソース文番号ｎ＋１と、配列要素の値を
トレースデータとして出力するコードを生成する。説明
の都合上、ＮＤ＝４とし、ループ７０１に対応するルー
プ７００ａ，７００ｂ，７００ｃ，７００ｄで説明す
る。配列要素はＡ（Ｉ，Ｊ）とする。

【００４７】図１７（Ａ）は、１番目のループ７００ａ
の実行が完了した時点におけるストレージ５２８の内容
を示している。ストレージ５２８のエントリ内の全アク
セス識別子は値０で初期化されるため、ループ７００ａ
の実行によりアクセスされない配列要素に対応するエン
トリには全て０が設定されている。他方、ループ７００
ａの実行によりアクセスされた配列要素に対応するエン
トリには全て１が設定されている。ｕ，ｄは各々定義，
引用を示す。

【００４８】この時の画面表示の例を図１７（Ｂ）に示
す。なお、図では、色Ａ（定義された要素）を右上がり
斜線、色Ｂ（引用された要素）を右下がり斜線、色Ｃ
（不正参照可能性のある要素）を網目で示す。また、高
輝度表示を太い枠つきで示す。図１８（Ａ），（Ｂ）
は、Ｉ＝１，Ｊ＝３のときに文７０２ｂが実行された時
点のストレージ５２８の内容と画面表示例である。文７
０２ｂの実行によりアクセスされる配列要素はＡ（１，
３）であるから、図９のステップ５２２ｂでストレージ
５２８のエントリ（１，３）よりアクセス識別子ＰＲＥ
ＩＤが読み込まれ、初期値＝０であるから、ステップ５
２２ｄからステップ５２４ａに進む。現在処理中の配列
要素Ａ（１，３）のアクセス種別は「定義」であり、ア
クセス識別子ＮＯＷＩＤはループ７００ｂの並列プロセ
ス番号＃２であるから、ステップ５２４ａでストレージ
５２８のエントリ（１，３）にアクセス識別子２，アク
セス種別「定義」が設定される。そして、ステップ５２
６ｃにより、要素Ａ（１，３）が色Ａで短時間だけ高輝
度表示になる。

【００４９】図１９（Ａ），（Ｂ）は、Ｉ＝１，Ｊ＝３
のときに文７０３ｂが実行された時点のストレージ５２
８の内容と画面表示例である。文７０３ｂの実行により
アクセスされる配列要素はＡ（１，２）であるから、図
９のステップ５２２ｂでストレージ５２８のエントリ
（１，２）より旧アクセス識別子ＰＲＥＩＤ＝１と旧ア
クセス種別「定義」が読み込まれ、旧アクセス識別子Ｐ
ＲＥＩＤが０でないから、ステップ５２２ｄからステッ
プ５２２ｅに進む。現在処理中の要素Ａ（１，２）のア
クセス識別子ＮＯＷＩＤは、ループ７００ｂの並列プロ
セス番号＃２であり、アクセス種別は引用である。従っ
て、新，旧のアクセス種別が異なるのでステップ５２２
ｃに進む。

【００５０】ステップ５２２ｃでは、このアクセス識別
子ＮＯＷＩＤ＝２と旧アクセス識別子ＰＲＥＩＤ＝１が
比較され、一致しないから、ステップ５２６ａへ進む。
そして、ステップ５２６ａにより、要素Ａ（１，３）が
色Ｃで短時間だけ高輝度表示になる。色Ｃは、不正参照
の可能性があることを示している。

【００５１】図２０（Ａ），（Ｂ）は、Ｉ＝２，Ｊ＝３
のときに文７０２ｂが実行された時点のストレージ５２
８の内容と画面表示例である。

【００５２】図２１（Ａ），（Ｂ）は、Ｉ＝２，Ｊ＝３
のときに文７０３ｂが実行された時点のストレージ５２
８の内容と画面表示例である。

【００５３】以下、同様に処理された結果、ループ７０
０ｂが終了した時点でのストレージ５２８の内容と画面
表示は、図２２（Ａ），（Ｂ）のようになる。要素Ａ
（Ｉ，２）と要素Ａ（Ｉ，６）が画面表示では色Ｃにな
ることから、不正参照可能性があることが明確に分か
る。すなわち、並列プロセス間で配列Ａの「定義」「引
用」が発生するため、ループ７００は並列処理できない
ことが容易に判別できる。なお、以上の例では、配列が
２次元配列であったため、配列全体を２次元画面で表示
可能であった。もし、配列が３次元以上の多次元配列で
ある場合には、ユーザが、２つの次元を残して他の次元
を特定値に設定すればよい。例えば、３次元配列Ｂ
（Ｉ，Ｊ，Ｋ）では、Ｂ（Ｉ，５，Ｋ）と設定すること
によって、Ｊ＝５平面での配列Ｂのアクセス状況を２次
元画面で表示することができる。

【００５４】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。

【００５５】図４は並列計算機システムの機能ブロック
図を示す。ソースプログラム１００はコンパイラ２００
によってロードモジュール３００に翻訳される。コンパ
イラ２００はアクセス情報付加部２１０とコード生成部
２２０からなり、２１０と２２０は図３と同じ働きをす
る。ロードモジュール３００は実行時に並列実行部分の
先頭で並列処理部分が複数の並列処理部分ロードモジュ
ール３６０へと複写され、並列プロセッサに割り付けら
れ実行される。この場合にはアクセス情報のうちアクセ
ス識別子には実行時に決定される並列プロセス番号が付
けられる。

【００５６】図２に示される並列計算機システムにより
ロードモジュールが実行される。各並列プロセスはプロ
セッサ２１−ｉ（ｉ＝１ ｔｏ ｎ）にロードされ、例
えばプロセッサ２０−１による処理が並列処理対象部分
に達すると、各プロセッサにより並列プロセスの並列処
理が実行される。この時、共有メモリ２４内のデータ領
域に格納されている配列データＡが各プロセッサにより
アクセスされると、オブジェクトコードに従って各プロ
セッサからアクセス情報レコードが出力され、配列アク
セス情報ファイル４００に格納される。

【００５７】前記アクセス情報ファイル４００は、図６
に示したトレースデータ表示ツール５００によって処理
される。この動作は、先の実施例と同じである。

【００５８】次に、図１０に示すベクトル計算機で実行
することを目的とするプログラムに対する作動を説明す
る。

【００５９】ベクトル計算機で実行することを目的とす
るソースプログラムに対する本発明のプログラム検証方
法の実施例を図５〜図２３〜３１を用いて説明する。

【００６０】ソースプログラム１００がベクトル計算機
で実行することを目的とする場合には、処理対象ループ
がベクトル化され、図２ｃのアクセス情報付加部２１０
により、各ベクトル処理単位内での検査対象配列の要素
に対し、そのソース文番号がアクセス識別子として付加
される。

【００６１】例えば、ベクトル処理を目的とする図２３
のループ２０は、ソース文番号＃ｎのループ２０内の文
２１で引用される配列Ａの要素にはアクセス識別子＃ｎ
を設定し、ソース文番号＃ｎ＋１のループ２０内の文２
２で定義される配列Ａの要素にはアクセス識別子＃ｎ＋
１を設定する。

【００６２】これを図２４で説明する。アクセス情報を
出力するために、コンパイラはループ２０内の文２１，
２２に対して、ループ２５の２６，２７に示すような動
作をするオブジェクトコードを付加する。このとき２
１，２２のソース文番号は各々ｎ，ｎ＋１であるとす
る。２１の検査対象配列要素Ａ（Ｉ−Ｋ）に対しては、
使用であることを示すアクセス種別“ＵＳＥ”と、添字
の値Ｉ−Ｋと、アクセス識別子“ｎ”と、ソース文番号
ｎと、配列要素の値をトレースデータとして出力するコ
ードを生成する。２２のＡ（Ｉ）に対しては、定義であ
ることを示すアクセス種別“ＤＥＦ”と、添字の値Ｉ
と、アクセス識別子“ｎ＋１”と、ソース文番号ｎ＋１
と、配列要素の値をトレースデータとして出力するコー
ドを生成する。図２６に示すループ１０をベクトル計算
機で実行する場合の配列データの参照の順序は、ループ
１０をループ１０ａとループ１０ｂのごとく分割し、こ
の順で逐次実行する場合と等価である。従って、ループ
１０をベクトル計算機で正しく実行できるか否かは、ル
ープ１０での配列Ａの要素の定義・引用の関係と、ルー
プ１０ａとループ１０ｂをこの順で逐次計算機で実行し
た時の配列Ａの要素の定義・引用の関係とが一致してい
るか否かにより判定できる。

【００６３】図２７（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｋ＝１の場合で
のループ１０，ループ１０ａおよび１０ｂにおける配列
Ａの要素の定義・引用の関係を示している。

【００６４】ループ１０では、例えば配列Ａの要素Ａ
(２)dとＡ(２)ｕのように、配列Ａの各要素は、先に定
義され、後で引用される。他方、ループ１０ａでは配列
Ａの各要素の定義のみが行われ、ループ１０ｂでは配列
Ａの各要素の引用のみが行われるが、配列Ａの各要素
は、ループ１０ａで先に定義されてから、ループ１０ｂ
で引用される関係になっている。つまり、ループ１０と
同じ関係が保たれている。従って、ループ１０は、ベク
トル計算機で正しく実行できる。

【００６５】次に、図２３のループ２０をベクトル計算
機で実行する場合の配列データの参照の参照の順序は、
ループ２０をループ２０ａと２０ｂのごとく分割し、こ
の順で逐次実行する場合と等価である。

【００６６】図２５（Ａ）〜（Ｃ）は、Ｋ＝１の場合の
ループ２０，ループ２０ａおよび２０ｂにおける配列Ａ
の要素の定義・引用の関係を示している。

【００６７】ループ２０では、配列Ａの各要素は、先に
定義され、後で引用される。他方、ループ２０ａでは配
列Ａの各要素の引用のみが行われ、ループ２０ｂでは配
列Ａの各要素の定義のみが行われ、配列Ａの各要素は、
ループ２０ａで先に引用されてから、ループ２０ｂで定
義される関係になっている。つまり、ループ２０と異な
る関係になっている。この場合には、ループ２０をこの
ままベクトル計算機で実行すると正しい計算結果は得ら
れない。

【００６８】以上のことから理解されるように、ある配
列要素の定義時のソース文番号とこの配列要素の引用時
のソース文番号とを大小比較することにより、プログラ
ムのベクトル処理可能性を検証できる。

【００６９】図１０を参照して、ステップ５２２ａａで
は、入力された現在処理中の配列要素のアクセス種別を
判定する。種別が定義ならば、ステップ５２４ａに進
む。種別が引用ならば、ステップ５２２ｂに進む。

【００７０】ステップ５２４では、現在処理中の配列要
素のアクセス識別子即ち現アクセス識別子ＮＯＷＩＤ
を、ストレージ５２８の対応するエントリに格納する。
そして、ステップ５２６ｃに進む。一方、ステップ５２
２ｂでは、ストレージ５２８から現在処理中の配列要素
に対応する以前のアクセス識別子ＰＲＥＩＤを読み込
む。

【００７１】ステップ５２２ｃでは、アクセス識別子Ｎ
ＯＷＥＩＤが前アクセス識別子ＰＲＥＩＤより大きいか
判定する。大きいなら、ステップ５２６ｂに進む。大き
くないなら、ステップ５２６ａに進む。

【００７２】ステップ５２６ａでは、現在処理中の配列
要素の表示色を色Ｃとして表示すること且つ短時間だけ
高輝度で表示することを決定する。一方、ステップ５２
６ｂでは、現在処理中の配列要素の表示色を色Ｂとして
表示すること且つ短時間だけ高輝度で表示することを決
定する。さらに、ステップ５２６ｃでは、現在処理中の
配列要素の表示色を色Ａとして表示すること且つ短時間
だけ高輝度では表示することを決定する。

【００７３】以上の動作を、図２３に示すループ２０を
用いて具体的に説明する。

【００７４】図２８（Ａ)，(Ｂ）は、Ｉ＝２でループ２
０内の文２１の実行が完了した時点におけるストレージ
５２８の内容と画面表示例を示している。

【００７５】図２９（Ａ)、(Ｂ）は、Ｉ＝２でループ２
０内の文２２が実行された時点におけるストレージ５２
８の内容と画面表示例を示している。

【００７６】図３０（Ａ)、(Ｂ）は、Ｉ＝３でループ２
０内の文２１が実行された時点におけるストレージ５２
８の内容と画面表示例を示している。

【００７７】図３１（Ａ)、(Ｂ）は、Ｉ＝３でループ２
０内の文２２が実行された時点におけるストレージ５２
８の内容と画面表示例を示している。

【００７８】以下、同様に処理された結果、配列要素Ａ
（Ｉ）が画面表示では色Ｃになることから、不正参照の
可能性があることが明確に分かる。すなわち、元のルー
プ２０の「定義」「引用」の順序が狂うため、ループ２
０はベクトル処理できないことが容易に判別できる。

【００７９】図３２は、本発明の他の実施例のコンパイ
ラを示している。本実施例ではロードモジュールは図１
に示されるような逐次計算機システムにより実行され
る。

【００８０】ソースプログラム１００は、コンパイラ２
００ａに入力され、ロードモジュール３００ａに変換さ
れる。

【００８１】コンパイラ２００ａは、アクセス情報付加
部２１０と、トレースデータ表示ツール５００ａ呼び出
すためのコードを生成するコード生成部２２０ａとを有
している。

【００８２】２１０は、先述した図３あるいは図５の２
１０と同じ動作をする。

【００８３】２２０ａは、配列の要素の定義または引用
がある毎にツール５００ａを呼び出すオブジェクトコー
ド（図３３のトレースデータ表示ツール呼び出し部３１
０）を生成し、ロードモジュール３００ａに付加する。
従って、コンパイラ２００ａから出力されるロードモジ
ュール３００ａを実行すると、配列へのアクセスがある
毎に、図３３に示すように、呼び出し部３１０に制御が
移り、これからツール５００ａが起動される。

【００８４】ツール５００ａは、配列アクセス情報検出
部５１０ａと、配列アクセス情報処理５２０を有してい
る。

【００８５】５１０ａは、現在処理中の配列要素の定義
か引用かのアクセス種別、各次元ごとの添字値、現アク
セス識別子ＮＯＷＩＤを検出し、現在処理中の配列に対
するアクセス情報レコードとして５２０に渡す。

【００８６】５２０は、先述した図８の配列アクセス情
報処理部５２０と同じ動作をする。この図３２，３３に
示す実施例によっても、図３あるいは図５に示す実施例
と同じ結果が得られる。

【００８７】

【発明の効果】以上の実施例によれば、並列計算機やベ
クトル計算機で実行することを目的とするソースプログ
ラムにおいて特に不良原因となりやすい配列データへの
不正参照の可能性を視覚化して表示できるため、プログ
ラムのデバッグを容易に行えるようになる。

【００８８】また、アクセス識別子格納用ストレージに
は定義あるいは引用が行われた要素に０以外の値が設定
されるため、未定義配列要素を調べるのにも利用でき
る。

【００８９】さらに、各表示領域で、配列要素を選択す
ることによりこの要素をアクセスしたソースプログラム
文番号と添字値、要素値を表示することができる。ま
た、このときに対応するソースプログラムを表示して、
アクセスしたソース文を高輝度表示することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の逐次計算機処理装置構成図

【図２】本発明の一実施例の逐次計算機処理装置構成図

【図３】本発明の逐次計算機での一実施例処理構成図

【図４】本発明の並列計算機での一実施例処理構成図

【図５】本発明のベクトル計算機での一実施例処理構成
図

【図６】本発明の一実施例のトレースデータ表示ツール
の概念図

【図７】配列アクセス情報ファイルのデータ形式図

【図８】配列アクセス情報処理部の概念図

【図９】並列処理プログラムでの配列アクセス情報処理
部の動作のフローチャート

【図１０】ベクトル処理プログラムでの配列アクセス情
報処理部の動作のフローチャート

【図１１】並列処理を目的とするプログラムの例示図

【図１２】図１１のループにおける配列Ａの参照関係を
示す概念図

【図１３】並列処理を目的とするプログラムの他の例示
図

【図１４】図１３のループにおける配列Ａの参照関係を
示す概念図

【図１５】並列処理を目的とするプログラムのさらに他
の例示図

【図１６】図１５のループでの配列Ａの参照場所でのト
レースデータを出力する概念図

【図１７】ループ７００ａでのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示の例示図

【図１８】文７０２ｂでのＩ＝１の時のアクセス識別子
格納用ストレージの内容と画面表示の例示例を示す図

【図１９】文７０３ｂでのＩ＝１の時のアクセス識別子
格納用ストレージの内容と画面表示の例示例を示す図

【図２０】文７０２ｂでのＩ＝２の時のアクセス識別子
格納用ストレージの内容と画面表示の例示例を示す図

【図２１】文７０３ｂでのＩ＝２の時のアクセス識別子
格納用ストレージの内容と画面表示の例示例を示す図

【図２２】ループ７００ｂでのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示の例示例を示す図

【図２３】ベクトル処理を目的とするプログラムの例示
図

【図２４】図２３のループでの配列Ａの参照場所でのト
レースデータを出力する概念図

【図２５】図２３のループにおける配列Ａの参照関係を
示す概念図

【図２６】ベクトル処理を目的とする他のプログラムの
例示図

【図２７】図２６のループにおける配列Ａの参照関係を
示す概念図

【図２８】文２１のＩ＝２でのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示の例示図

【図２９】文２２のＩ＝２でのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示例を示す図

【図３０】文２１のＩ＝３でのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示例を示す図

【図３１】文２２のＩ＝３でのアクセス識別子格納用ス
トレージの内容と画面表示例を示す図

【図３２】本発明の他の実施例のコンパイラ構成図

【図３３】本発明の他の実施例のトレースデータ表示ツ
ールの概念図

【符号の説明】

４１０．アクセス番号、４２０．アクセスタイプ、４３
０．１次元添字値、２次元添字値、４４０．アクセス識
別子、４５０．ソース番号、４６０．配列要素の値、５
１２．現在処理中の配列アクセス情報レコード、５２
０．処理部、５２２．比較部、５２４．更新部、５２
６．表示色決定部、５２８．アクセス識別子格納用スト
レージ、５３０．表示データ

フロントページの続き (56)参考文献 Ｄ．Ｃａｌｌａｈａｎ，ｅｔ．ａ ｌ、”ＰａｒａＳｃｏｐｅ：Ａ ｐａｒ ａｌｌｅｌ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ”「Ｉｎｔｅｒ ｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏ ｆ Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｉｎｇ Ａ ｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ」Ｖｏｌ．２，Ｎ ｏ．４，Ｐ．84−99（1988) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 9/06,11/28,9/45 G06F 15/16

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一つの部分が複数のプロセッサ
   で並列に実行可能なように複数の処理部分に分割されて
   コンパイルされるべきソースプログラムをテストするた
   めにコンピュータにより実行されるプログラム検証方法
   において、 前記ソースプログラムをコンパイルして得られるオブジ
   ェクトプログラムを実行し、前記複数の処理部分の各々
   の実行に際して、前記複数の処理部分のそれぞれで実施
   された配列データの各要素の処理に関するアクセス情報
   を生成して記憶手段に記憶し、 前記記憶手段に記憶された前記アクセス情報を解析し、
   不正な参照が発生する可能性のある前記配列データ内の
   要素を判別し、 前記判別された要素をユーザにより識別可能に表示する
   ことを特徴とするプログラム検証方法。
2. 【請求項２】前記プログラム検証方法はさらに、前記実
   行に先行して、入力されたソースプログラムの少なくと
   も一部分を複数のプロセッサで実行可能な前記複数の処
   理部分に分割し、前記複数の処理部分に含まれる前記配
   列データに対する処理に対応して、該処理が実行された
   ときに前記アクセス情報を生成する処理を付加して前記
   オブジェクトプログラムを生成するコンパイル処理を実
   行することを特徴とする請求項１記載のプログラム検証
   方法。
3. 【請求項３】前記アクセス情報は、処理された配列デー
   タの要素を特定するための該配列データの各次元を示す
   添字と、前記複数の処理部分のなかで、当該処理が実行
   された処理部分を識別するための処理番号と、当該処理
   が当該配列データの要素の定義であるか使用であるかを
   示す識別子とを含むことを特徴とする請求項２記載のプ
   ログラム検証方法。
4. 【請求項４】前記判別は、複数の異なる処理番号の処理
   部分で定義されるか、あるいは、定義と使用とが異なる
   処理番号の処理部で実施される前記配列データの要素を
   前記不正な参照が発生する可能性のある前記配列データ
   内の要素として判別することを特徴とする請求項３記載
   のプログラム検証方法。
5. 【請求項５】前記複数の処理部分の実行に際して、該複
   数の処理部分の処理を並列に実行することを特徴とする
   請求項１記載のプログラム検証方法。
6. 【請求項６】少なくとも一つのループがベクトルプロセ
   ッサで処理されるようコンパイルされるべきソースプロ
   グラムをテストするためにコンピュータにより実行され
   るプログラム検証方法において、 前記ソースプログラムをコンパイルして得られたオブジ
   ェクトプログラムを実行し、ベクトル処理化された前記
   少なくとも一つのループに関するベクトル処理単位のそ
   れぞれの処理の実行に際して、前記ベクトル処理単位の
   各々で実施された配列データの要素に対する処理に関す
   るアクセス情報を生成して記憶手段に記憶し、 前記記憶手段に記憶された前記アクセス情報を解析し、
   不正な参照が発生する可能性のある前記配列データ内の
   要素を判別し、 前記判別された要素をユーザにより識別可能に表示する
   ことを特徴とするプログラム検証方法。
7. 【請求項７】前記プログラム検証方法はさらに、前記実
   行に先行して、入力されたソースプログラムの少なくと
   も一つのループをベクトル処理化し、各ベクトル処理単
   位に含まれる前記配列データに対する処理に対応して、
   該処理が実行されたときに前記アクセス情報を生成する
   処理を付加して前記オブジェクトプログラムを生成する
   コンパイル処理を実行することを特徴とする請求項６記
   載のプログラム検証方法。
8. 【請求項８】前記アクセス情報は、処理された配列デー
   タの要素を特定するための該配列データの各次元を示す
   添字と、当該処理が実行されたベクトル処理単位を識別
   するための処理番号と、当該処理が当該配列データの要
   素の定義であるか使用であるかを示す識別子とを含むこ
   とを特徴とする請求項７記載のプログラム検証方法。
9. 【請求項９】前記判別は、それを使用するベクトル処理
   単位の処理番号が、その定義を行ったベクトル処理単位
   の処理番号よりも小さい前記配列データの要素を前記不
   正な参照が発生する可能性のある前記配列データ内の要
   素として判別することを特徴とする請求項８記載のプロ
   グラム検証方法。
10. 【請求項１０】前記表示は、前記配列データの要素に対
    応する表示領域を１次元又は２次元のマトリクス状に配
    置し、前記不正な参照が発生する可能性のある要素に対
    応する表示領域の表示を他から識別可能な形態で表示す
    ることを特徴とする請求項１乃至９いずれかに記載のプ
    ログラム検証方法。