JP3394416B2 - プログラムトレース装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、複数の実行単位
が並列に動作することのできる計算機システムにおい
て、プログラムの実行動作の解析に供されるプログラム
トレース装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数の実行単位が並列に動作可能な計算
機システム、たとえばマルチプロセスやマルチスレッド
などをサポートしている計算機システムのプログラムの
実行動作を解析するプログラムトレース装置として、実
行時間情報を用いてプログラムの動的な解析を行うもの
があった。図２３は、たとえば特開平８−１６４３０号
公報に示された、そのような従来のプログラムトレース
装置を示すブロック図である。

【０００３】図において、１は複数の実行単位としての
スレッドである。２は各スレッド１よりトレースデータ
を採取するトレースデータ採取部、３はトレース情報格
納領域であり、４は各スレッド１よりロック情報を採取
するロック情報採取部、５はロック情報テーブル、６は
任意の時点のロック情報を表示するロック情報表示部で
ある。７は終了時格納部と採取時格納部からなり、トレ
ースデータとロック情報とをファイルに落とす情報格納
部である。８はデッドロックを自動的に検出するデッド
ロック検出部である。また、９はその上に、これらトレ
ースデータ採取部２、トレース情報格納領域３、ロック
情報採取部４、ロック情報テーブル５、ロック情報表示
部６、情報格納部７、デッドロック検出部８が配列され
る共有メモリである。

【０００４】次に動作について説明する。ここで、図２
３に示したプログラムトレース装置は、複数の実行単位
（スレッド１）をもつ計算機内で発生するセマフォロッ
ク情報の取得と、複数セマフォによって発生する、いわ
ゆるデッドロック状態を自動的に検出するものである。
一般に、複数の実行単位（スレッド１）をもつ計算機上
で開発されるプログラムでは、データロック制御や同期
制御の実行文がユーザプログラムに記述されているため
に、ユーザの記述したプログラムに誤りがあった場合
に、デッドロックに陥ることがある。

【０００５】このデッドロック状態を解析するため、図
２３に示すプログラムトレース装置では、各スレッド１
にトレースコードを埋め込んでおき、トレース実行時
に、トレースデータ採取部２で各スレッド１のトレース
データを採取してトレースデータ格納領域に書き込むと
ともに、ロック情報採取部３にて、セマフォ（ロック変
数）を操作しようとするスレッド１の番号、その時のス
レッド１の状態（ロック変数の獲得待ち／獲得／解
除）、実行時点の時刻などのロック情報を採取して、そ
れをロック情報テーブル５に書き込む。ロック情報の表
示が指示されるとロック情報表示部６によってこのロッ
ク情報テーブル５が走査され、各スレッド１の現時点に
おける状態がディスプレイに表示される。またトレース
実行中にデッドロック検出部８によって、ロック情報テ
ーブル５に時系列に記録されたロック情報が走査され
て、スレッド１がロック変数にアクセスする前に、この
ロック変数を獲得するとデッドロックになるかどうかに
ついて事前に判断される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のプログラムトレ
ース装置は以上のように構成されているので、以下に述
べるような課題があった。すなわち、図２３に示すよう
な従来のプログラムトレース装置を、たとえばベル研究
所で開発されたオペレーティングシステム（以下、ＯＳ
という）であるＵＮＩＸ ＯＳ（登録商標）によって実
現した場合、プログラムの実行単位であるプロセスの名
称と、ＯＳが当該プロセスを識別するための整数である
プロセス識別子（以下、識別子をＩＤと表記する）とは
一対一には対応しない。これは、プログラムが起動され
る度にプロセスＩＤが異なることと、終了したプロセス
のプロセスＩＤは、他の異なるプロセスに割り当てられ
ることもあるためである。従って、プロセスの挙動を記
録するために、トレースデータとしてプロセスＩＤを用
いた場合には、ユーザがトレースデータを参照する場合
に、所望のプロセスに関するデータかどうかを判別する
ことが困難になるという課題があった。

【０００７】このような課題を解決するために、プロセ
スの挙動を記録するためのトレースデータとして、プロ
セス名称を付加することも考えられるが、一般的にプロ
セス名称は可変長の文字列であり、トレースデータにプ
ロセス名称を埋め込んだ場合には、トレースデータ長に
バラツキが生じるため、トレースデータ作成のオーバヘ
ッドにもバラツキがでるといった課題があった。

【０００８】なお、このオーバヘッドのバラツキを抑え
るためにはトレースデータに格納されるプロセス名称エ
リアを固定長にすることも考えられる。しかしながら、
プロセス名称エリアを固定長にした場合、プロセス名称
に自由な名称をつけることができなくなり、たとえば、
プロセス名称エリアをヌル（null）文字をのぞく１４文
字の固定長とした場合には、 プロセスＡ；process_hantei_syori プロセスＢ；process_hantei_kekka のような、先頭部分に上記固定長（１４文字）を越える
同一文字列を含むプロセス名称がシステム内に複数存在
する場合には、トレースデータ上では両プロセスの区別
がつけられないなどの課題があった。

【０００９】また、ＵＮＩＸ ＯＳでは、ロック変数
（セマフォ）はプロセスＩＤをデータに持つキュー構造
により管理されており、特定のセマフォを待つプロセス
は、セマフォに関連付けられたキュー構造に、自身のプ
ロセスＩＤを持つキュー構造の要素を登録し、かつ停止
することにより待ち動作が実現され、セマフォを獲得で
きる権利を得た段階で、ＯＳがそのキュー構造の要素を
取り出し、当該プロセスの動作を再開されることによ
り、並列動作するプロセスの協調動作が実現されてい
る。従って、このようなＯＳ上で図２３に示すような従
来のプログラムトレース装置を実現した場合、このキュ
ー構造が外的要因またはＯＳの異常動作によって破壊さ
れた場合に、トレース対象となる並列プログラムの動的
特性によるものか、上記の異常動作によるものかの判定
が困難であるという課題があり、一般にセマフォに限ら
ず、キュー構造を利用して協調動作を行う並列プログラ
ムにおいて、そのキュー構造が破壊される可能性がある
場合、デバッグ作業や、障害発生時の原因究明が困難な
ものになるという課題があった。

【００１０】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、複数の実行単位から発せられるト
レース情報の格納処理におけるオーバヘッドを一定にす
ることができるプログラムトレース装置を得ることを目
的とする。

【００１１】また、この発明は、トレースデータを表示
する際に、実行単位の名称によって保存されたイベント
情報の表示が可能で、デバッグ作業の容易なプログラム
トレース装置を得ることを目的とする。

【００１２】さらに、この発明は、ユーザがトレースＩ
Ｄの存在を意識する必要のないプログラムトレース装置
を得ることを目的とする。

【００１３】さらに、この発明は、並列プログラムの動
作にキュー構造にまつわる不具合があった場合に、その
プログラムの動的特性によるものか、外的要因またはＯ
Ｓの異常動作によるものかを、ユーザが確認および判定
できるプログラムトレース装置を得ることを目的とす
る。

【００１４】さらに、この発明は、並列プログラムの動
作にキュー構造にまつわる不具合があった場合でも、キ
ュー構造の破壊に近い段階でユーザがキュー構造の破壊
を認識できるプログラムトレース装置を得ることを目的
とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るプログラムトレース装置は、トレース情報テーブルに
実行単位の名称と、当該実行単位名称と一対一で対応す
るトレースＩＤとを設定し、実行単位の生成を管理する
ための実行単位管理テーブルには、トレース対象となる
実行単位毎に、当該実行単位に対応したトレースＩＤを
設定するエリアを設けて、トレースデータ取得手段にお
いて、実行単位管理テーブルから取得したトレース対象
の実行単位に相当するトレースＩＤに基づいてトレース
データを作成し、それをトレースバッファに格納するこ
とによって、オーバヘッドを一定にするようにし、トレ
ースデータ表示手段によって、トレース情報テーブルよ
り トレースＩＤに対応する実行単位の名称を取得し、得
られた実行単位の名称を用いてトレースバッファに格納
されたトレースデータの表示を行うようにしたものであ
る。

【００１６】 請求項２記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、トレースＩＤのトレース情報テーブルへの
設定を、トレースＩＤ設定手段によって実行単位の生成
時に自動的に行うようにしたものである。

【００１７】 請求項３記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、待ち動作を行う実行単位の要素が登録され
るキュー構造に対する操作履歴を、操作履歴採取手段に
て採取してキュー構造情報テーブルに保持させ、キュー
構造復元部によって、このキュー構造情報テーブルに保
持されたキュー構造に対する操作履歴よりキュー構造の
変化の様子を復元するようにしたものである。

【００１８】 請求項４記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、トレースデータを格納するためのトレース
バッファにキュー構造情報テーブルとしての機能を持た
せるとともに、トレースデータを作成するトレースデー
タ取得手段に操作履歴採取手段としての機能を持たせた
ものである。

【００１９】 請求項５記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、キュー登録チェック部を設け、キュー構造
に要素を登録する段階でキュー構造情報テーブルを参照
してキュー構造の破壊を判断し、破壊があればユーザに
対して警告するようにしたものである。

【００２０】 請求項６記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、キュー登録チェック部を設け、キュー構造
の要素を削除した段階、またはキュー構造内の要素の移
動を行った段階で、キュー構造情報テーブルを参照して
キュー構造の破壊を判断し、破壊があればユーザに対し
て警告するようにしたものである。

【００２１】 請求項７記載の発明に係るプログラムトレ
ース装置は、キュー登録チェック部を設け、キュー構造
の要素の削除、あるいはキュー構造内での要素の移動の
操作が失敗した段階で、キュー構造情報テーブルを参照
してキュー構造の破壊を判断し、破壊があればユーザに
対して警告するようにしたものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１． 図１はこの発明の実施の形態１によるプログラムトレー
ス装置を示すブロック図であり、この実施の形態１にお
いては、複数の実行単位が動作可能な計算機を対象とし
ている。図において、１１は上記複数の実行単位として
のプロセスであり、１２はこのプロセス１１の生成処理
を行うプロセス生成手段、１３はプロセス１１の終了処
理を行うプロセス終了手段である。１４はＯＳが実行単
位（プロセス１１）の生成を管理するための実行単位管
理テーブルとしてのプロセス管理テーブルであり、１５
はトレース対象となるプロセス１１のプロセス名称（当
該計算機内での長さは可変）と一対一で対応するトレー
スＩＤを設定するためのトレース情報テーブルである。

【００２３】 １６はこのプロセス管理テーブル１４から
トレース対象のプロセス１１に相当するトレースＩＤを
取得し、それに基づいてトレースデータの作成を行うト
レースデータ取得手段であり、１７はこのトレースデー
タ取得手段１６において作成されたトレースデータを格
納するトレースバッファである。１８はトレース対象と
なるプロセス１１の設定、トレースＩＤの設定、および
トレースの開始と停止の指示を行うトレース指示手段で
ある。１９はその上に、上記プロセス生成手段１２、プ
ロセス終了手段１３、プロセス管理テーブル１４、トレ
ース情報テーブル１５、トレースデータ取得手段１６、
トレースバッファ１７が配置されるトレース情報格納エ
リアであり、この実施の形態１ではＯＳ内のヒープ領域
として説明する。

【００２４】 また、図２はプロセス管理テーブル１４の
内容の一例を示す説明図であり、このプロセス管理テー
ブル１４にはプロセスＩＤ毎に相当するプロセス名称と
トレースＩＤが格納されている。図３はトレース情報テ
ーブル１５の内容の一例を示す説明図であり、このトレ
ース情報テーブル１５にはトレース指示手段１８によっ
て、プロセス名称に一対一で対応するトレースＩＤが設
定されている。図４はトレースバッファ１７に格納され
るトレースデータの一例を示す説明図であり、従来のプ
ログラムトレース装置におけるトレースデータ採取部２
で採取されるトレースデータとは、記録された事象毎に
トレースＩＤが設定されている点で異なっている。

【００２５】 次に動作について説明する。ここで、図
５はこの発明の実施の形態１におけるプロセス生成手段
１２の動作手順を示すフローチャートであり、図６はそ
のトレースデータ取得手段１６の動作手順を示すフロー
チャート、図７はそのプロセス終了手段１３の動作手順
を示すフローチャートである。

【００２６】 まず、図２および図３の説明図と図５のフ
ローチャートを用いて、プロセス生成手段１２によるプ
ロセス１１の生成処理について説明する。このプロセス
生成手段１２はプロセス生成の処理が開始されると、図
３に示したトレース情報テーブル１５をまず参照して
（ステップＳＴ１）、現在生成されようとしているプロ
セス１１がエントリされているかどうかについて、すな
わち当該プロセス１１がトレース対象となっているか否
かについてチェックする（ステップＳＴ２）。その結
果、エントリされていなければ（トレース対象となって
いなければ）、何もせずにこのプロセス生成の処理を終
了する。一方、エントリされていれば（トレース対象と
なっていれば）、図２に示したプロセス管理テーブル１
４の、当該プロセス１１のプロセスＩＤに相当するエン
トリのトレースＩＤ欄に、トレース情報テーブル１５に
記述されたトレースＩＤを設定して（ステップＳＴ
３）、このプロセス生成の処理を終了する。なお、図示
の例によれば、プロセスＩＤ「１」のエントリのトレー
スＩＤ欄に、トレースＩＤ「０ｘ０５００００３ｄ」が
設定される。

【００２７】 次に、図２および図４の説明図と図６のフ
ローチャートを用いて、トレースデータ取得手段１６に
よるトレースデータの取得処理について説明する。この
トレースデータ取得手段１６は、トレース対象となるプ
ロセス１１の処理において、たとえばセマフォロック等
のトレース事象が発生した場合に起動されてトレースデ
ータ取得の処理を開始する。処理が開始されると、まず
図２に示したプロセス管理テーブル１４内の、そのプロ
セス１１に相当するプロセスＩＤのエントリを参照する
（ステップＳＴ１１）。次に当該エントリ内のトレース
ＩＤ欄にトレースＩＤが設定されているかどうかについ
てチェックし（ステップＳＴ１２）、設定されていなけ
れば、トレース対象のプロセス１１ではないので、何も
実行せずにこのトレースデータ取得の処理を終了する。
一方、当該エントリ内のトレースＩＤ欄にトレースＩＤ
が設定されていれば、トレース対象のプロセス１１であ
るので、たとえば図４に示すようなトレースデータを作
成し、それをトレースバッファ１７に書き込んで（ステ
ップＳＴ１３）、このトレースデータ取得の処理を終了
する。

【００２８】 図示の例によれば、図２のプロセス管理テ
ーブル１４内の、トレース対象のプロセス１１に相当す
るプロセスＩＤ「１」のエントリのトレースＩＤ欄に設
定されているトレースＩＤ「０ｘ０５００００３ｄ」を
取得して、そのトレース事象「０ｘ０００００００１」
とその時刻「０ｘ０１１２２３３４」あるいは「０ｘ０
１１２２３３４」からなるトレースデータが、トレース
バッファ１７に書き込まれる。

【００２９】 さらに、図２の説明図と図７のフローチャ
ートを用いて、プロセス終了手段１３によるプロセス１
１の終了処理について説明する。このプロセス終了手段
１３はプロセス終了の処理が開始されると、図２に示し
たプロセス管理テーブル１４の当該プロセス１１に相当
するプロセスＩＤのエントリを参照する（ステップＳＴ
２１）。次に当該エントリ内のトレースＩＤ欄にトレー
スＩＤが設定されているかどうかについてチェックし
（ステップＳＴ２２）設定されていなければ、そのまま
このプロセス終了の処理を終了する。一方、当該エント
リ内のトレースＩＤ欄にトレースＩＤが設定されていれ
ば、プロセス管理テーブル１４の当該トレース対象のプ
ロセス１１に相当するエントリのトレースＩＤ欄に設定
されているトレースＩＤを削除して（ステップＳＴ２
３）、このプロセス終了の処理を終了する。

【００３０】 このように、この実施の形態１によれば、
プログラムのトレースに際して、プログラムの実行単位
であるプロセスの名称と一意に対応するトレースＩＤを
使用することによって、トレース取得によるオーバヘッ
ドを一定にすることが可能となり、そのプロセス名称の
命名において特に制限をうけることもなく、また、プロ
セス生成時にトレースＩＤの設定が行われるため、トレ
ースデータ作成時のオーバヘッドも一定にできるなどの
効果がある。

【００３１】 実施の形態２． 図８はこの発明の実施の形態２によるプログラムトレー
ス装置を示すブロック図であり、この実施の形態２はト
レースデータのユーザに分かりやすい表示を可能にした
ものである。図において、１１は複数の実行単位として
のプロセス、１２はプロセス生成手段、１３はプロセス
終了手段、１４は実行単位管理テーブルとしてのプロセ
ス管理テーブル、１５はトレース情報テーブル、１６は
トレースデータ取得手段、１７はトレースバッファ、１
８はトレース指示手段、１９はトレース情報格納エリア
であり、これらは図１に同一符号を付して示した上記実
施の形態１におけるそれらと同等のものである。また、
２０はトレースバッファ１７に格納されたトレースデー
タの表示に際して、トレース情報テーブル１５を参照し
てトレースＩＤに対応するプロセス名称を取得し、その
プロセス名称を用いて上記トレースデータの表示を行う
トレースデータ表示手段である。なお、この実施の形態
２は当該トレースデータ表示手段２０を有する点で、実
施の形態１とは異なっている。

【００３２】 次に動作について説明する。ここで、図９
はこの発明の実施の形態２におけるトレースデータ表示
手段２０の動作手順を示すフローチャートである。トレ
ースデータの表示に際して、トレースデータ表示手段２
０はまず、トレースバッファ１７から１事象分のトレー
スデータを取り出す（ステップＳＴ３１）。次に、トレ
ース情報テーブル１５を参照して（ステップＳＴ３
２）、このトレースバッファ１７から取り出した１事象
分のトレースデータに含まれているトレースＩＤを、ト
レース情報テーブル１５に設定されている当該トレース
ＩＤに対応したプロセス名称に変換することによって表
示用のトレースデータを作成し（ステップＳＴ３３）、
それをユーザに対して表示する。

【００３３】 図１０はこのようにして作成された表示用
のトレースデータの一例を示す説明図である。この場
合、トレースデータの「０ｘ０５００００３ｄ」などの
トレースＩＤが「ｄｉｓｐｌａｙ＿ｄｅｖｉｃｅ」など
のプロセス名称に変換されるとともに、時刻やトレース
事象も「０２／１４ １２：２２：０１．０２」や「セ
マフォａロック」などのユーザにより分かりやすい表現
に変換されている。

【００３４】 このように、この実施の形態２によれば、
トレースバッファに保存されたトレースデータをユーザ
が利用する際には、ユーザフレンドリなプロセス名称な
どで表示することが可能となるため、デバッグ作業が容
易となる効果がある。

【００３５】 実施の形態３． 図１１はこの発明の実施の形態３によるプログラムトレ
ース装置を示すブロック図であり、この実施の形態３は
プロセス生成時にトレースＩＤの設定を自動的に行うよ
うにしたものである。なお、実施の形態１の各部に相当
する部分には図１と同一符号を付してその説明を省略す
る。図において、２１はプロセス生成時に、プログラム
ファイルに対してファイルシステム内で一意に付与され
ているファイル管理番号と、そのファイルシステムが存
在する装置番号とを合成したトレースＩＤを自動的に生
成してトレース情報テーブル１５に設定するトレースＩ
Ｄ設定手段である。なお、この実施の形態３は、実施の
形態１においてトレース指示手段１８で行われていたト
レースＩＤの設定を、このトレースＩＤ設定手段２１に
て自動的に行っている点で、実施の形態１とは異なって
いる。

【００３６】 また、図１２はトレースＩＤのデータ構成
例を示す説明図である。ここで、たとえばＵＮＩＸ Ｏ
Ｓにおいては、プログラムファイルには、inode 番号と
いうファイル管理番号が１つのファイルについて１つず
つ付与されており、これはファイルシステム内で一意な
番号である。この実施の形態３は、当該inode 番号と、
ファイルシステムが存在する装置番号（デバイス番号）
を合成して、図１２に示すようなシステム内で一意なト
レースＩＤを自動的に生成するようにしたものある。

【００３７】 次に動作について説明する。ここで、図１
３はこの発明の実施の形態３におけるトレースＩＤ設定
手段２１の動作手順を示すフローチャートである。トレ
ースＩＤ設定手段２１はプロセス１１の生成時にトレー
スＩＤの設定処理を開始すると、まず、プログラムファ
イルのファイルシステム内におけるinode 番号を取得し
（ステップＳＴ４１）、さらに、そのファイルシステム
が存在する装置のデバイス番号を取得する（ステップＳ
Ｔ４２）。次いで、取得したinode 番号とデバイス番号
を合成して、図１２に示すデータを生成する（ステップ
ＳＴ４３）。そして、生成されたそのデータをトレース
ＩＤとして、トレース情報テーブル１５の当該プロセス
１１のプロセス名称に対応したエントリのトレースＩＤ
欄に設定し（ステップＳＴ４４）、このトレースＩＤの
設定処理を終了する。

【００３８】 このように、この実施の形態３によれば、
トレースＩＤをプロセス生成時に自動的に設定すること
が可能となり、トレースＩＤの決定に特別な運用規則が
不要となる効果がある。

【００３９】 実施の形態４． 図１４はこの発明の実施の形態４によるプログラムトレ
ース装置を示すブロック図であり、この実施の形態４は
キュー構造に対する操作の履歴を保持しておいて、トレ
ース後にキュー構造の変化の様子を復元できるようにし
たものである。なお、実施の形態１の各部に相当する部
分には図１と同一符号を付してその説明を省略する。

【００４０】 図において、２２はトレースの対象となる
実行単位である各プロセス１１が共有資源を利用するた
めに待ち動作を行う場合に、そのプロセス１１に関係づ
けられた要素が登録されるキュー構造であり、共用され
る各資源ごとに用意されている。２３は各プロセス１１
のキュー構造２２に対する操作履歴を保持するキュー構
造情報テーブルとしても機能する点で、図１に符号１７
を付して示した実施の形態１のものとは異なるトレース
バッファである。２４はキュー構造２２に対する操作履
歴を採取してトレースバッファ２３に保持する操作履歴
採取手段としても機能する点で、図１に符号１６を付し
て示した実施の形態１のものとは異なるトレースデータ
取得手段である。２５はトレースバッファ２３に保持さ
れているキュー構造２２に対する操作履歴より、当該キ
ュー構造２２の変化の様子を復元するキュー構造復元部
である。

【００４１】 なお、この実施の形態４は、上記キュー構
造２２とキュー構造復元部２５とが追加され、トレース
バッファ１７の代わりにキュー構造情報テーブルとして
の機能も有するトレースバッファ２３を用い、トレース
データ取得手段１６の代わりに操作履歴採取手段として
の機能も有するトレースデータ取得手段２４を用いてい
る点で、図１に示した実施の形態１とは異なっている。

【００４２】 また、図１５は上記トレースバッファ２３
の内容の一例を示す説明図である。このトレースバッフ
ァ２３に格納されるトレースデータは、操作対象となる
キュー構造２２を一意に識別できるキューＩＤ、および
キュー操作の位置を表す位置Ａおよび位置Ｂの３つのデ
ータが、トレース属性として追加されている点で、図４
に示した実施の形態１のトレースバッファ１７に格納さ
れるトレースデータとは異なっている。なお、トレース
事象としては、要素がキュー構造２２に新たに追加され
た場合の「ＩＮ」、要素がキュー構造２２を抜けた場合
の「ＯＵＴ」、要素がキュー構造２２内での位置を変え
た場合の「ＭＯＶＥ」、要素がキュー構造２２から削除
された場合の「ＣＡＮＣＥＬ」がある。

【００４３】 次に動作について説明する。たとえば、プ
ロセス１１が何等かの共有資源を利用するために待ち動
作を実行する場合、その共有資源に対応付けられたキュ
ー構造２２に、当該プロセス１１に関係付けられた要素
の登録が行われる。このとき、トレースデータ取得手段
２４は、操作が行われた時刻と、当該プロセス１１のト
レースＩＤと、トレース事象「ＩＮ」をトレースバッフ
ァ２３に保存すると同時に、属性として、キュー構造２
２に対応付けられたキューＩＤを保存し、当該要素が追
加されたキュー構造２２上の位置を位置Ａに保存する。

【００４４】 また、たとえばプロセス１１が何等かの共
有資源を利用する権利を得た場合には、その共有資源に
対応付けられたキュー構造２２の要素が削除され、この
ときトレースデータ取得手段２４は、操作が行われた時
刻と、当該プロセス１１のトレースＩＤと、トレース事
象「ＯＵＴ」をトレースバッファ２３に保存し、同時
に、キュー構造２２に対応付けられたキューＩＤと、要
素が削除されたキュー構造２２上の位置（位置Ａ）を、
属性として保存する。

【００４５】 さらに、たとえばプロセス１１の優先順位
が変わるなどして、共有資源の待ち順が変化した場合に
は、その共有資源に対応付けられたキュー構造２２の要
素の位置が移動され、このときトレースデータ取得手段
２４は、操作が行われた時刻と、当該プロセス１１のト
レースＩＤと、トレース事象「ＭＯＶＥ」をトレースバ
ッファ２３に保存し、同時に、キュー構造２２に対応付
けられたキューＩＤと、当該要素の変更される前のキュ
ー構造２２上の位置（位置Ａ）、および変更された後の
位置（位置Ｂ）を、それぞれ属性として保存する。

【００４６】 また、たとえばプロセス１１がユーザによ
って強制的に終了させられるなどして、共有資源を利用
する待ち順が放棄された場合には、その共有資源に対応
付けられたキュー構造２２の要素が削除され、このとき
トレースデータ取得手段２４は、操作が行われた時刻
と、当該プロセス１１のトレースＩＤと、トレース事象
「ＣＡＮＣＥＬ」をトレースバッファ２３に保存し、同
時に、キュー構造２２に対応付けられたキューＩＤと、
要素が削除されたキュー構造２２上の位置（位置Ａ）
を、属性として保存する。

【００４７】 次にキュー構造復元部２５の動作について
説明する。ここで、図１６はこの発明の実施の形態４に
おけるキュー構造復元部２５の動作手順を示すフローチ
ャートである。キュー構造復元部２５はプロセス１１の
動作終了後、ユーザが特定のキュー構造２２を指定して
その表示を命令することにより動作を開始する。今、あ
るキュー構造２２が指定されたとする。キュー構造復元
部２５はまず、そのキュー構造２２の現在のキュー構造
の表示を行う（ステップＳＴ５１）。その後、トレース
バッファ２３の要素に対して末尾の要素から逆順に参照
して、全ての要素の参照が終わるまでループして以下の
処理を実行する（ステップＳＴ５２、ステップＳＴ５
３）。

【００４８】 このループ処理が開始されると、まずテー
ブル要素が指定されたキュー構造２２に関連付けされた
キューＩＤを持つかどうかについて判定する（ステップ
ＳＴ５４）。判定の結果、異なるキューＩＤを持つ場合
には、そのまま次のループへ進む。一方、同一のキュー
ＩＤを持つ場合には、操作種別が「ＩＮ」であるか否か
についてチェックし（ステップＳＴ５５）、操作種別が
「ＩＮ」であれば、キュー構造２２の位置Ａで示された
位置にある要素の削除を行う（ステップＳＴ５６）。ま
た、操作種別が「ＩＮ」でなければ、次に操作種別が
「ＭＯＶＥ」であるか否かのチェックを行い（ステップ
ＳＴ５７）、「ＭＯＶＥ」であれば、キュー構造２２の
位置Ｂで示された位置にある要素を位置Ａに移動する
（ステップＳＴ５８）。なお、操作種別が「ＭＯＶＥ」
でもなければ、操作種別は「ＯＵＴ」または「ＣＡＮＣ
ＥＬ」であるので、キュー構造２２の位置Ａで示される
位置にトレースＩＤに関係付けられたプロセス１１によ
る要素を追加する（ステップＳＴ５９）。

【００４９】 これらステップＳＴ５６、ステップＳＴ５
８、あるいはステップＳＴ５９による操作種別に対応す
る処理が終了すると、次に、トレースバッファ２３が現
在参照している要素の、時刻、トレースＩＤ、トレース
事象、属性を表示し（ステップＳＴ６０）、さらに現在
のキュー構造２２の表示を行った後（ステップＳＴ６
１）、次のループへ進む。このステップＳＴ５２、ステ
ップＳＴ５３によるループ処理によって、トレースバッ
ファ２３の全ての要素を参照し終わったら、当該キュー
構造復元の処理を終了する。

【００５０】 なお上記説明においては、トレースバッフ
ァに各プロセスのキュー構造に対する操作履歴を保持す
るキュー構造情報テーブルの機能を、トレースデータ取
得手段にキュー構造に対する操作履歴を採取してキュー
構造情報テーブルに保持する操作履歴採取手段の機能を
それぞれ持たせた場合について説明したが、これらキュ
ー構造情報テーブルおよび操作履歴採取手段をトレース
バッファやトレースデータ取得手段とは分離して、独立
に設けるようにしてもよい。

【００５１】 このように、この実施の形態４によれば、
トレース時にキュー構造が自動的に復元されて表示され
るため、ユーザはキュー構造の操作を視覚的に確認する
ことができ、キュー構造の破壊が発生したかを判定する
ことが可能となり、かつ、そのような並列プログラムの
デバッグ作業および障害発生時の原因究明が容易になる
などの効果がある。

【００５２】 実施の形態５． 図１７はこの発明の実施の形態５によるプログラムトレ
ース装置を示すブロック図であり、この実施の形態５は
キュー構造に要素を登録する段階で、キュー構造の破壊
があれば、それをユーザに警告できるようにしたもので
ある。なお、実施の形態４の各部に相当する部分には図
１４と同一符号を付してその説明を省略する。図におい
て、２６はキュー構造２２に要素を登録する段階でキュ
ー構造情報テーブルとしての機能を有するトレースバッ
ファ２３を参照して、キュー構造２２に対する操作の履
歴と現状との比較に基づいてキュー構造２２の破壊の有
無を判断し、キュー構造２２に破壊があればそれをユー
ザに通知する警告を発行するキュー登録チェック部であ
る。なお、この実施の形態５は、当該キュー登録チェッ
ク部２６を備えている点で、実施の形態４とは異なって
いる。

【００５３】 次に動作について説明する。ここで、図１
８はこの発明の実施の形態５におけるキュー登録チェッ
ク部２６の動作手順を示すフローチャートである。この
キュー登録チェック部２６は、トレースデータ取得手段
２４により、キュー構造２２に要素を登録する事象を保
存する段階で実行される。このキュー登録のチェック処
理は、トレースバッファ２３の要素に対して末尾の要素
から逆順に検索し、全ての要素の検索が終わるまでルー
プして処理される（ステップＳＴ７１、ステップＳＴ７
２）。このループ処理が開始されると、まず、要素を登
録しようとするキュー構造２２とプロセス１１に相当す
るキューＩＤと、トレースＩＤを持つテーブル要素が存
在し、かつ、そのトレース事象が「ＭＯＶＥ」または
「ＩＮ」であるか否かについてのチェックを行う（ステ
ップＳＴ７３）。このチェックによって「ＮＯ」と判定
された場合には、キュー構造２２が破壊されていないも
のと判断して、そのまま次のループへ進む。一方、上記
チェックによって「ＹＥＳ」と判定された場合には、キ
ュー構造２２が破壊されているものと判断して、ユーザ
に対してその旨を通知するための警告を発行した後（ス
テップＳＴ７４）、当該キュー登録のチェック処理を終
了する。

【００５４】 このように、この実施の形態５によれば、
キュー構造に要素が登録された段階でキュー構造の破壊
を確認して、破壊されていればユーザに警告することが
できるため、並列プログラムのデバッグ作業および障害
発生時の原因究明がさらに容易になる効果がある。

【００５５】 実施の形態６． 図１９はこの発明の実施の形態６によるプログラムトレ
ース装置を示すブロック図であり、この実施の形態６は
キュー構造の要素を削除する段階、もしくはキュー構造
内で要素の移動をする段階で、キュー構造の破壊があれ
ば、それをユーザに警告できるようにしたものである。
なお、実施の形態４の各部に相当する部分には図１４と
同一符号を付してその説明を省略する。図において、２
７はキュー構造２２の要素を削除する段階、あるいはキ
ュー構造２２内で要素の移動を行った段階でキュー構造
情報テーブルとしての機能を有するトレースバッファ２
３を参照して、キュー構造２２に対する操作の履歴と現
状との比較に基づいてキュー構造２２の破壊の有無を判
断し、キュー構造２２に破壊があればそれをユーザに通
知する警告を発行するキュー存在チェック部である。な
お、この実施の形態６は、当該キュー存在チェック部２
７を備えている点で、実施の形態４とは異なっている。

【００５６】 次に動作について説明する。ここで、図２
０はこの発明の実施の形態６におけるキュー存在チェッ
ク部２７の動作手順を示すフローチャートである。この
キュー存在チェック部２７は、トレースデータ取得手段
２４により、キュー構造２２の要素を削除する事象を保
存する段階、もしくはキュー構造２２内の要素を移動す
る事象を保存する段階で実行される。このキュー存在の
チェック処理は、トレースバッファ２３の要素に対して
末尾の要素から逆順に検索し、全ての要素の検索が終わ
るまでループして処理される（ステップＳＴ８１、ステ
ップＳＴ８２）。このループ処理が開始されると、ま
ず、要素を削除または移動しようとするキュー構造２２
とプロセス１１に相当するキューＩＤと、トレースＩＤ
を持つテーブル要素が存在し、かつ、そのトレース事象
が「ＯＵＴ」または「ＣＡＮＣＥＬ」であるか否かにつ
いてのチェックを行う（ステップＳＴ８３）。このチェ
ックにて「ＮＯ」と判定された場合には、キュー構造２
２が破壊されていないものと判断して、そのまま次のル
ープへ進む。一方、上記チェックにて「ＹＥＳ」と判定
された場合には、キュー構造２２が破壊されているもの
と判断して、ユーザに対してその旨を通知するための警
告を発行した後（ステップＳＴ８４）、当該キュー存在
のチェック処理を終了する。

【００５７】 このように、この実施の形態６によれば、
キュー構造の要素が削除されるかキュー構造内の要素が
移動された段階で、キュー構造の破壊を確認して、破壊
されていればユーザに警告することができるため、並列
プログラムのデバッグ作業および障害発生時の原因究明
が容易になる効果がある。

【００５８】 実施の形態７． 図２１はこの発明の実施の形態７によるプログラムトレ
ース装置を示すブロック図であり、この実施の形態７は
キュー構造の要素の削除、もしくはキュー構造内での要
素の移動を行い、その操作が失敗した段階で、キュー構
造の破壊があれば、それをユーザに警告できるようにし
たものである。なお、実施の形態４の各部に相当する部
分には図１４と同一符号を付してその説明を省略する。
図において、２８はキュー構造２２の要素の削除、ある
いはキュー構造２２内での要素の移動を行ったとき、そ
れらの操作に失敗した段階でキュー構造情報テーブルと
しての機能を有するトレースバッファ２３を参照して、
キュー構造２２に対する操作の履歴と現状との比較に基
づいてキュー構造２２の破壊の有無を判断し、キュー構
造２２に破壊があればそれをユーザに通知する警告を発
行するキュー不在チェック部である。なお、この実施の
形態７は、当該キュー不在チェック部２８を備えている
点で、実施の形態４とは異なっている。

【００５９】 次に動作について説明する。ここで、図２
２はこの発明の実施の形態７におけるキュー不在チェッ
ク部２８の動作手順を示すフローチャートである。この
キュー存在チェック部２７は、トレースデータ取得手段
２４により、キュー構造２２の要素を削除する事象を保
存する段階、もしくはキュー構造２２内の要素を移動す
る事象を保存する段階において、キュー構造２２内に削
除対象または移動対象の要素が存在せず、削除または移
動の操作自体が失敗した場合に実行される。このキュー
不在のチェック処理は、トレースバッファ２３の要素に
対して末尾の要素から逆順に検索し、全ての要素の検索
が終わるまでループして処理される（ステップＳＴ９
１、ステップＳＴ９２）。このループ処理が開始される
と、まず、要素を削除または移動しようとするキュー構
造２２とプロセス１１に相当するキューＩＤと、トレー
スＩＤを持つテーブル要素が存在し、かつ、そのトレー
ス事象が「ＩＮ」または「ＭＯＶＥ」であるか否かにつ
いてのチェックを行う（ステップＳＴ９３）。このチェ
ックにて「ＮＯ」と判定された場合には、キュー構造２
２が破壊されていないものと判断して、そのまま次のル
ープへ進む。一方、上記チェックにて「ＹＥＳ」と判定
された場合には、キュー構造２２が破壊されているもの
と判断して、ユーザに対してその旨を通知するための警
告を発行した後（ステップＳＴ９４）、当該キュー存在
のチェック処理を終了する。

【００６０】 このように、この実施の形態７によれば、
キュー構造の要素の削除の操作、あるいはキュー構造内
での要素の移動の操作が失敗した段階で、キュー構造の
破壊を確認して、破壊されていればユーザに警告するこ
とができるため、並列プログラムのデバッグ作業および
障害発生時の原因究明が容易になる効果がある。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、実行単位名称と一対一で対応するトレースＩＤを
トレース情報テーブルに設定するとともに、実行単位の
生成を管理するための実行単位管理テーブルに、トレー
ス対象の実行単位に対応したトレースＩＤを設定して、
実行単位管理テーブルから取得したトレースＩＤに基づ
いてトレースデータ取得手段がトレースデータを作成
し、それをトレースバッファに格納し、このトレースバ
ッファに格納されたトレースデータを表示する場合に、
トレースデータ表示手段がトレースＩＤに対応してトレ
ース情報テーブルより取得した、ユーザフレンドリなプ
ログラムの実行単位の名称を用いてトレースデータの表
示を行うように構成したので、複数の実行単位から発せ
られるトレース情報の格納処理におけるオーバヘッドを
一定にすることができるプログラムトレース装置が得ら
れるとともに、トレース情報をユーザが利用する際、ユ
ーザによりわかりやすいトレースデータの表示を行うこ
とが可能となる効果がある。

【００６２】 請求項２記載の発明によれば、トレースＩ
Ｄ設定手段を設けて、トレースＩＤのトレース情報テー
ブルへの設定を、実行単位の生成時に自動的に行うよう
に構成したので、トレースＩＤの設定に際して、トレー
スＩＤを決定するための特別な運用規則が不要となる効
果がある。

【００６３】 請求項３記載の発明によれば、キュー構造
に対する操作の履歴を操作履歴採取手段で採取してキュ
ー構造情報テーブルに保存し、キュー構造の変化の様子
をその操作履歴より、キュー構造復元部にて復元するよ
うに構成したので、トレース対象となる並列プログラム
の動作にキュー構造にまつわる不具合があった場合、そ
の不具合がプログラムの動的特性によるものか、外的要
因またはＯＳの異常動作によるものかをユーザが確認お
よび判定することが可能となり、さらに、デバッグ作業
や障害発生時における原因究明などが容易になる効果が
ある。

【００６４】 請求項４記載の発明によれば、キュー構造
情報テーブルの機能をトレースバッファに、操作履歴採
取手段の機能をトレースデータ取得手段にそれぞれ持た
せるように構成したので、単純な装置構成で、キュー構
造にまつわる不具合が、プログラムの動的特性によるも
のか、外的要因またはＯＳの異常動作によるものかにつ
いての、ユーザによる確認および判定が可能となり、ま
たデバッグ作業や障害発生時の原因究明などが容易にな
る効果がある。

【００６５】 請求項５記載の発明によれば、キュー構造
に要素を登録する段階で、キュー登録チェック部にてキ
ュー構造の破壊を認識し、破壊があればユーザに対して
警告を発行するように構成したので、キュー構造に要素
を登録する段階で並列プログラムの動作にキュー構造に
まつわる不具合があった場合、キュー構造の破壊に近い
段階でユーザがキュー構造の破壊を認識することが可能
となり、デバッグ作業や障害発生時の原因究明がより容
易なものとなる効果がある。

【００６６】 請求項６記載の発明によれば、キュー構造
の要素を削除した段階、またはキュー構造内の要素の移
動を行った段階で、キュー登録チェック部にてキュー構
造の破壊を認識し、破壊があればユーザに対して警告を
発行するように構成したので、キュー構造の要素を削
除、またはキュー構造内の要素の移動する段階で、並列
プログラムの動作にキュー構造にまつわる不具合があっ
た場合、キュー構造の破壊に近い段階でユーザがキュー
構造の破壊を認識することが可能となり、デバッグ作業
や障害発生時の原因究明がより容易なものとなる効果が
ある。

【００６７】 請求項７記載の発明によれば、キュー構造
の要素の削除、あるいはキュー構造内での要素の移動の
操作が失敗した段階で、キュー登録チェック部にてキュ
ー構造の破壊を認識し、破壊があればユーザに対して警
告を発行するように構成したので、キュー構造の要素を
削除またはキュー構造内の要素の移動の操作が失敗した
段階で、並列プログラムの動作にキュー構造にまつわる
不具合があった場合、キュー構造の破壊に近い段階でユ
ーザがキュー構造の破壊を認識することが可能となり、
デバッグ作業や障害発生時の原因究明がより容易なもの
となる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるプログラムト
レース装置を示すブロック図である。

【図２】 この発明の実施の形態１におけるプロセス管
理テーブルの内容の一例を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態１におけるトレース情
報テーブルの内容の一例を示す説明図である。

【図４】 この発明の実施の形態１におけるトレースバ
ッファに格納されるトレースデータの一例を示す説明図
である。

【図５】 この発明の実施の形態１におけるプロセス生
成手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態１におけるトレースデ
ータ取得手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態１におけるプロセス終
了手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図８】 この発明の実施の形態２によるプログラムト
レース装置を示すブロック図である。

【図９】 この発明の実施の形態２におけるトレースデ
ータ表示手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図１０】 この発明の実施の形態２におけるトレース
データの一例を示す説明図である。

【図１１】 この発明の実施の形態３によるプログラム
トレース装置を示すブロック図である。

【図１２】 この発明の実施の形態３におけるトレース
ＩＤの一例を示す説明図である。

【図１３】 この発明の実施の形態３におけるトレース
ＩＤ設定手段の動作手順を示すフローチャートである。

【図１４】 この発明の実施の形態４によるプログラム
トレース装置を示すブロック図である。

【図１５】 この発明の実施の形態４におけるトレース
バッファの内容の一例を示す説明図である。

【図１６】 この発明の実施の形態４におけるキュー構
造復元部の動作手順を示すフローチャートである。

【図１７】 この発明の実施の形態５によるプログラム
トレース装置を示すブロック図である。

【図１８】 この発明の実施の形態５におけるキュー登
録チェック部の動作手順を示すフローチャートである。

【図１９】 この発明の実施の形態６によるプログラム
トレース装置を示すブロック図である。

【図２０】 この発明の実施の形態６におけるキュー存
在チェック部の動作手順を示すフローチャートである。

【図２１】 この発明の実施の形態７によるプログラム
トレース装置を示すブロック図である。

【図２２】 この発明の実施の形態７におけるキュー不
在チェック部の動作手順を示すフローチャートである。

【図２３】 従来のプログラムトレース装置を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１１ プロセス（実行単位）、１４ プロセス管理テー
ブル（実行単位管理テーブル）、１５ トレース情報テ
ーブル、１６ トレースデータ取得手段、１７トレース
バッファ、２０ トレースデータ表示手段、２１ トレ
ースＩＤ設定手段、２２ キュー構造、２３ トレース
バッファ（キュー構造情報テーブル）、２４ トレース
データ取得手段（操作履歴採取手段）、２５ キュー構
造復元部、２６ キュー登録チェック部。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−271836（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145740（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−23434（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−113841（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−11948（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−4364（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−35509（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−16430（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06F 11/28 - 11/34 G06F 9/46

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の実行単位を並列動作可能な計算機
   システムで、前記実行単位がプログラムの実行動作を解
   析する際のトレース対象となる実行単位であることを示
   す、当該実行単位の名称と一対一で対応するトレース識
   別子を設定するためのトレース情報テーブルと、 前記トレース対象となる実行単位毎に、当該実行単位に
   対応した前記トレース識別子を設定するエリアを有し
   て、前記実行単位の生成を管理するための実行単位管理
   テーブルと、 前記実行手段管理テーブルから前記トレース対象の実行
   単位に相当するトレース識別子を取得し、それに基づい
   てトレースデータを作成するトレースデータ取得手段
   と、 前記トレースデータ取得手段にて作成されたトレースデ
   ータを格納するトレースバッファと、 前記トレースバッファに格納されたトレースデータの表
   示に際して、トレース情報テーブルを参照してトレース
   識別子に対応する実行単位の名称を取得し、得られた実
   行単位の名称を用いて前記トレースデータの表示を行う
   トレースデータ表示手段 とを備えたプログラムトレース
   装置。
2. 【請求項２】 実行単位の生成時に、トレース情報テー
   ブルへのトレース識別子の設定を自動的に行うトレース
   識別子設定手段を設けたことを特徴とする請求項１記載
   のプログラムトレース装置。
3. 【請求項３】 各実行単位が共有資源を利用するために
   待ち動作を行う場合に、当該実行単位の要素が登録され
   るキュー構造と、 前記各実行単位の前記キュー構造に対する操作履歴を保
   持するキュー構造情報テーブルと、 前記キュー構造に対する操作履歴を採取して前記キュー
   構造情報テーブルに保持する操作履歴採取手段と、 前記キュー構造情報テーブルに保持された前記キュー構
   造に対する操作履歴より、前記キュー構造の変化の復元
   を行うキュー構造復元部を設けたことを特徴とする請求
   項１記載のプログラムトレース装置。
4. 【請求項４】 キュー構造に対する操作履歴を保持する
   キュー構造情報テーブルとしての機能を、トレースデー
   タを格納するためのトレースバッファに持たせ、 前記キュー構造に対する操作履歴を採取して前記キュー
   構造情報テーブルに保持する操作履歴採取手段としての
   機能を、トレース対象の実行単位に相当するトレース識
   別子を取得してトレースデータを作成するトレースデー
   タ取得手段に持たせたことを特徴とする請求項３記載の
   プログラムトレース装置。
5. 【請求項５】 キュー構造に要素を登録する段階でキュ
   ー構造情報テーブルを参照してキュー構造の破壊を判断
   し、キュー構造に破壊があればユーザに対して警告を発
   行するキュー登録チェック部を設けたことを特徴とする
   請求項３または請求項４記載のプログラムトレース装
   置。
6. 【請求項６】 キュー構造の要素を削除した段階、もし
   くはキュー構造内の要素の移動を行った段階でキュー構
   造情報テーブルを参照してキュー構造の破壊を判断し、
   キュー構造に破壊があればユーザに対して警告を発行す
   るキュー登録チェック部を設けたことを特徴とする請求
   項３または請求項４記載のプログラムトレース装置。
7. 【請求項７】 キュー構造の要素の削除、またはキュー
   構造内での要素の移動を行ったとき、それらの操作が失
   敗した段階でキュー構造情報テーブルを参照してキュー
   構造の破壊を判断し、キュー構造に破壊があればユーザ
   に対して警告を発行するキュー登録チェック部を設けた
   ことを特徴とする請求項３または請求項４記載のプログ
   ラムトレース装置。