JPH01111236A - 計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は計算機に関し、特にそのプログラムのデバッグ
を支援する分岐命令トラップ機能を持つ計算機に関する
。

〔従来の技術と発明が解決する問題点〕プログラム開発
支援ツールとしてプロファイラと呼ばれるプログラムが
ある。これは、開発中のプログラムに対してその各部分
の実行回数と、実行に要した時間を表の形で表示するプ
ログラムである。その表はプログラムの高速化のために
改良すべき点を探すための重要な資料になる。プロファ
イラの出力例を第１０図及び第１２図に示す。

従来の計算機用のプロファイラ作成の流れを示す図が第
１６図である。従来の計算機用のプロファイラは、被測
定プログラムのソースプログラムにプロファイラの処理
ルーチンへのＣＡＬＬ命令を挿入したソースプログラム
を作成する。そのプログラムをコンパイルし、プロファ
イラ専用ライブラリと共にリンクすると被測定プログラ
ムプロファイラ測定用オブジェクトが作成される。この
オブジェクトを実行させると第１０図及び第１２図に示
したような表が得られる。

この従来の計算機用プロファイラには、プロファイラ作
成用にプログラム全体を作り直さなければならないと言
う欠点がある。

命令先取り方向指示情報を持つ条件付分岐命令を有する
パイプライン方式計算機が提案されている。この計算機
では、従来の条件付分岐命令１つに対して２つの分岐命
令を用意する。１つは、分岐命令の先読みの次の分岐命
令につづくアドレスに格納されている命令を先読みする
分岐命令であり、もう１つは、分岐命令の次の分岐命令
の分岐先に格納されている命令を先読みする分岐命令で
ある。この２つの命令は先読み以外の動作は全て同じで
ある。このパイプライン方式計算機では、プログラムが
多く動く方向に先読みが行われれば高い性能が得られる
。

先読み方向の指示はプログラマがプログラム作成時に指
定する方法や、コンパイラが発生する方法が考えられる
が、これらの方法では、プログラマの負担が増加したり
最適なプログラムが得られにくいと言う欠点がある。

また、実際にプログラムを走らせて分岐命令でどちらに
動いたかを計数しその結果によって多く動く方向に先読
み方向を一致させると言う方法がある。しかし、従来の
計算機でこの方□法を取る場合、機械語を解釈実行する
プログラムを使うか、全ての測定対象の分岐命令をトラ
ップ命令に置き換えるしか方法がない。そして、それら
の場合には計数するプログラムが大変複雑になり、また
測定に時間がかかると言う問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の計算機は、分岐命令にトラップを発生する機能
を有するトラップ手段と、そのトラップをマスクするこ
との出来るプログラムでセットとリセットが可能なマス
クフラグを有している。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

本発明の第１の実施例として、本発明を利用したプロフ
ァイラの構成例とその動作を以下に説明する。

第１図は分岐命令トラップ実行前後のスタックの状態を
示す図、第２図は分岐命令トラップマスクフラグを含む
Ｐ　ＳＷ　（Ｐｒｏｇｒａｍ　５ｔａｔｕｓ　Ｗｏｒｄ
）を示した図である。第１図でトラップ実行前のスタッ
クポインタが指す位置ＳＰで、実行前にはスタック１に
は分岐命令トラップに関する情報は全く置かれない。分
岐命令トラップは第２図のＰＳＷｌｏの分岐命令トラッ
プマスクフラグＦが０で、分岐命令を実行した時に発生
する。計算機はスタック１に分岐命令実行後にプログラ
ムが動く分岐先アドレス２と分岐命令実行後のＰＳＷＩ
Ｏとトラップを起こした分岐命令のあるアドレス３をス
タック１に積む。そしてＰＳＷＩＯの分岐命令トラップ
マスクフラグＦを１にして分岐命令トラップが起こらな
いようにする。

第３図は、このプロファイラの動きを説明するための被
測定プログラム例を示す図である。被測定プログラムは
プロファイラによってセグメントに分割され計測される
。セグメントとは、その最後尾にのみ分岐命令を含む連
続したプログラム領域である。第３図のプログラムは、
省略された部分には分岐命令を含まないので、セグメン
トＡ〜セグメントＤの４つのセグメントに分割される。

プロファイラが起動されると、プロファイラは被測定プ
ログラムの実行形式のオブジェクトを読み込み第４図に
示す作業用テーブル４１を確保し第１３図に示すトラッ
プ処理ルーチンをセットする。

作業用テーブル４１は各セグメントに対して、４２〜４
６の各フィールドを持っている。４２のフィールドはセ
グメントの先頭アドレスを保持する。４３のフィールド
はセグメントの最終アドレス、即ち分岐命令のあるアド
レスを保持する。４４はセグメントの実行回数、４５は
セグメントでかかった実行時間を保持する。４６はセグ
メント間のアドレスの大小関係を保持するために、アド
レス順に並べた時に次のセグメントがテーブルの何番目
に登録されているかを保持する。

全ての準備が終了すると、プロファイラは被測定プログ
ラムのスタートアドレスを最初のセグメントとして登録
する。第３図の被測定プログラムの場合には、スタート
アドレスはＯ番地である。

つまり、テーブルに１つ場所を確保し、先頭アドレス０
を書込み、カウントを１．経過時間を０９次のセグメン
ト無しとテーブルに書込む。書込後のテーブルの状態を
示したのが第５図である。そのあとプロファイラは時間
計測をスタートさせ、分岐命令トラップマスクフラグＦ
を０にして第３図の被測定プログラムのスタートアドレ
スに制御を移す。被測定プログラムの２４番地のＣＡＬ
Ｌ命令が実行された時点で分岐命令トラップが発生し、
第１３図のトラップ処理ルーチンに制御が移る。

トラップ処理ルーチンでは、まず時間計測を終了し第４
図のテーブル４５の値に加える（ステップ１０１）。次
に、テーブルの最終アドレスがまだ書込まれていないの
で、スタック１に積まれた分岐命令のあるアドレス３に
ある値を書込む（ステップ１０２）。次に、分岐先アド
レスから次に実行されるプログラムセグメントを探すが
、４Ｆ番地から始まるプログラムセグメントはないので
テーブルに１つ場所を確保する（ステップ１０３）。こ
のとき、テーブル４５のセグメント４６の番号１の次の
セグメントを保持するフィールドに２と書込む。先頭ア
ドレス４２に４Ｆ、カウント４４に１．経過時間４５に
０を書込んでトラップ処理ルーチンを終了し、ＲＴ　Ｔ
　（Ｒｅｔｕｒｎ　ｆｒｏｍＴｒａｐ）命令でスタック
に積まれたＰＳＷの値をロードするとともに、第３図の
被測定プログラムの４Ｆ番地に制御を移す（ステップ１
０４〜１０６）。処理終了後のテーブルの様子を第６図
に示す。

次に、分岐命令トラップが発生するのは、第３図の被測
定プログラムの５３番地のＲＥＴ命令である。そしてト
ラップ処理ルーチンに制御が移り、同じ処理がなされテ
ーブルは第７図の様になる。ここで注目してもらいたい
のは、新たに２７番地から始まるセグメント用にテーブ
ルに１つ場所が確保されたが、アドレス順で考えるとこ
のセグメントは前の２つのセグメントの間になるので、
次のセグメントのフィールドはテーブル４５のセグメン
ト４６の番号１の次が３．セグメント４６の番号２の次
が２．セグメント４６の番号２の次はなく、セグメント
４６の番号２が最終セグメントになっている。このよう
な情報を蓄えているのは、アドレスが与えられた時に、
そのアドレスを含むセグメントをある程度高速に探し出
すためである。より高度なアルゴリズムと余分の記憶容
量によって、さらに高速に探し出すことも可能である。

次のトラップは３９番地のＪＢＥ命令で起きる。ここで
、この分岐命令によってプログラムは１２番地へＪＵＭ
Ｐするとして説明を行う。そうすると、次は１２番地を
含むプログラムセグメントであるから、テーブルの１番
目に既に登録されているので、このカウントを１つ足し
て２にする。トラップ処理終了後のテーブルの状態を第
８図に示す。

以下、同じことを繰り返すと被測定プログラムが終了し
た時点で、テーブルは第９図のようになる。この表をも
とにして第１０図の表を出力する。シンボルテーブルと
は第１１図に示すようなソースプログラム中のシンボル
と実行形式オブジェクトの番地との対応表のことである
。シンボルテーブルは通常リンカ−によって出力されプ
ログラムのデバッグ等に利用される。このシンボルテ−
プルがあれば第１２図に示す表を出力することも可能で
ある。

本発明を利用した第２の実施例のプログラムの構成例と
その動作を以下に説明する。

このプログラムは、被測定プログラムで実行される全て
の条件付き分岐命令に対して、被測定プログラムを実際
に走らせてみて、分岐命令で分岐した回数としなかった
回数を計数するプログラムであり、命令先取り方向指示
情報を有するパイプライン方式計算機の高速化に用いる
。

このプログラムが起動されると、第１４図に示すトラッ
プルーチンをセット、第１５図に示す作業用テーブルの
確保等の処理を行った後、被測定プログラムの実行形式
オブジェクトをロードする。作業用テーブルは、分岐命
令の存在する番地を保持するフィールド、その分岐命令
でプログラムが分岐した回数と分岐しなかった回数を保
持するフィールドを持つ。全ての準備が終了すると、こ
のプログラムは”分岐命令トラップマスクフラグをリセ
ットした後、被測定プログラムのスタートアドレスに制
御を移す。被測定プログラムの全ての条件分岐命令でト
ラップが発生する。トラップルーチンでは各条件材き分
岐命令ごとに゛、スタックに積まれた分岐先アドレスと
分岐命令のあるアドレスを比較して分岐したかどうかを
判断し、計数する。こうして、被測定プログラムが終了
した時点で、実行される全ての条件付分岐命令に対して
、分岐した回数と分岐しなかった回数が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、分岐命令に対するトラッ
プ機能を計算機に装備することにより、操作性の良い高
速なプロファイラや命令方向指示情報を持つパイプライ
ン方式計算機に必要な調整プログラムを容易に作成でき
ると言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１及び第２の実施例で用いる、分岐
命令トラップ実行後にスタックに積まれる情報、第２図
は分岐命令トラップマスクフラグを含むＰ　ＳＷ　（Ｐ
ｒｏｇｒａｍ　５ｔａｔｕｓ　Ｗｏｒｄ）、第３図は第
１の実施例で説明に用いるプロファイラ被測定プログラ
ム例の図、第４図は第１の実施例で用いる作業用テーブ
ル、第５図〜第９図は第１の実施例のプロファイラの実
行に伴う作業用テーブルの各時点での状態を示す図、第
１０図は第１の実施例で用いるプロファイラ出力例の図
、第１１−図は第１の実施例で用いるシンボルテーブル
の例の図、第１２図は第１の実施例で用いるシンボルテ
ーブルを使ったプロファイラ出力例の図、第１３図は第
１の実施例で用いるトラップ処理ルーチン、第１４図は
第２の実施例で用いるトラップ処理ルーチン、第１５図
は第２の実施例で用いる作業テーブル、第１６図は従来
のプロファイラの処理の流れを中心に示す図である。 １・・・スタック、１０・・・ＰＳＷ、４１・・・作業
用テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分岐命令にトラップをかける機能を有するトラップ手段
   と、そのトラップをマスクすることができるプログラム
   でセットとリセットが可能なマスクフラグを有すること
   を特徴とする計算機。