JPH02197954A - 並列実行再現方式 - 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〕 本発明は並列実行再現方式に関し、特にメモリを共有す
る複数のプロセッサおよび全プロセッサに共通のタイマ
（ある程度高精度の経過時間タイマ）を有するマルチプ
ロセッサシステムにおいてマルチタスキングプログラム
の実行の再現性を確保するための並列実行再現方式に関
する。

〔従来の技術〕

マルチプロセンサシステムでは、プログラムの実行のタ
ーンアラウンドタイムを短縮するために、１つのプログ
ラムを複数のタスクに分けそのタスクを複数のプロセッ
サで並列に実行することが行われる（この場合のプログ
ラムをマルチタスキングプログラムという）。

従来、このようにタスクを同時並列に実行した場合には
、各タスクが共有データにアクセスする順序がマルチタ
スキングプログラムの実行毎に必ずしも一定ではないた
めに、その共有データの値が実行毎に変化してマルチタ
スキングプログラムの実行の再現性がなくなるという事
態が生じていた。

また、マルチタスキングプログラムのデバッグにおいて
プログラム実行結果が変化する場合には、それがユーザ
プログラム（マルチタスキングプログラム）のバグ（誤
り）によるものなのか上述のような非再現性によるもの
なのかを識別することが困難であった（バグによるもの
であれば、マルチタスキングプログラムのどこにバグが
あるのかを調べるのに、マルチタスキングプログラムを
何度も実行してバグに起因するプログラム実行結果の変
化を抽出する必要があった）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の技術では、すでに述べたようにマルチタ
スキングプログラムの実行の再現性を保証することがで
きないという欠点がある。

また、マルチタスキングプログラムのデバッグ（対話型
のデバッガ等を用いたデバッグ）を行う場合に、プログ
ラム実行結果の変化がマルチタスキングプログラムのバ
グによるものなのか非再現性によるものなのかを識別す
ることが困難であるので、バグを調べるのに膨大な時間
を必要とするという欠点がある（また、バグの調査にお
いて共有データの値を見るためにその値を出力するよう
にマルチタスキングプログラムを変更すると、その実行
のタイミングが非再現性に基づいて変化してバグに起因
する現象が起こらなくなってしまうかもしれず、そのよ
うな場合にはデバッグが不可能となってしまうという欠
点がある）。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、マルチタスキングプ
ログラムの最初の実行時（以下、単に実行時という）の
記録をログファイルに採取してそれ以後の再現実行時（
以下、再現時という）にはそのログファイルの記録に基
づいてマルチタスキングプログラムを実行することによ
り、記録をとったマルチタスキングプログラムの実行時
の実行経路と全く同じ実行経路を再現時に再現できる並
列実行再現方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の並列実行再現方式は、メモリを共有する複数の
プロセッサおよび全プロセッサに共通のタイマを有する
マルチプロセッサシステムにおいて、マルチタスキング
プログラムの実行時に各プロセッサ上で実行されるタス
ク毎にタスク生成時刻、タスク終了時刻、タスク間同期
時刻および共有データアクセス時刻等の記録時刻をタイ
マから求めてメモリ上のバッファに記録するロギング手
段と、マルチタスキングプログラムの実行時に実行が終
了した場合やバッファあふれが発生した場合に前記ロギ
ング手段により記録されているメモリ上のバッファ内の
記録時刻をログファイル上に書き出す出力手段と、この
出力手段によりログファイル上に書き出された各タスク
の記録時刻をマルチタスキングプログラムの再現時にメ
モリ上のバッファに読み込む入力手段と、マルチタスキ
ングプログラムの再現時に前記入力手段によりメモリ上
のバッファに読み込まれた各タスクの記録時刻に基づき
各タスクの実行の順序関係を実行時と同様に保つように
タスクの実行スケジュールを制御する制御手段とを有す
る。

〔作用〕

本発明の並列実行再現方式では、ロギング手段がマルチ
タスキングプログラムの実行時に各プロセッサ上で実行
されるタスク毎にタスク生成時刻。

タスク終了時刻、タスク間同期時刻および共有データア
クセス時刻等の記録時刻をタイマから求めてメモリ上の
バッファに記録し、出力手段がマルチタスキングプログ
ラムの実行時に実行が終了した場合やバッファあふれが
発生した場合にロギング手段により記録されているメモ
リ上のバッファ内の記録時刻をログファイル上に書き出
し、入力手段が出力手段によりログファイル上に書き出
された各タスクの記録時刻をマルチタスキングブロダラ
ムの再現時にメモリ上のバッファに読み込み、制御手段
がマルチタスキングプログラムの再現時に入力手段によ
りメモリ上のバッファに読み込まれた各タスクの記録時
刻に基づき各タスクの実行の順序関係を実行時と同様に
保つようにタスクの実行スケジュールを制御する。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図ｔａｌおよび（ｂｌは、本発明の並列実行再現方
式の一実施例の構成を示すブロック図である（第１図ｔ
ａｌは本実施例に係るマルチタスキングプログラムの実
行時の状態を示しており、第１図（ｂｌはマルチタスキ
ングプログラムの再現時の状態を示している）０本実施
例の並列実行再現方式は、プロセッサ１ａおよび１ｂと
、メモリ２と、タイマ（経過時間タイマ）３と、ログフ
ァイル４と、ロギング手段５と、出力手段６と、入力手
段７と、制御手段８とを含んで構成されている（出力手
段６は実行時にのみ動作し、入力手段７および制御Ｂ手
段８は再現時にのみ動作する）。

プロセッサ１ａおよび１ｂでは、マルチタスキングプロ
グラムを構成するタスクｌｌａおよびｌｌｂが実行され
ている（タスクｉｔａおよびｌｌｂ間では同！！ｌ１１
０がとられている）。

メモリ２は、共有データ２１と、バッファ２２とを含ん
で構成されている。

マルチタスキングプログラムの実行時に、ロギング手段
５は、プロセッサ１ａおよびｌｂ上のタスクｌｌａおよ
びｌｌｂのタスク生成時刻、タスク終了時刻、タスク間
同期時刻（タスクｌｌａおよび１１ｂが他のプロセッサ
ｔｂおよびｌａ上のタスク１１ｂおよびｌｌａとの同期
１０を行った時刻）および共有データアクセス時刻（タ
スクＩｌａおよびｌｌｂがメモリ２内の共有データ２１
をアクセスした時刻）をタイマ３から求めてタスクｌｌ
ａおよびｌｌｂ毎にメモリ２内のバッファ２２に記録す
る（このようにして記録された時刻を総称して記録時刻
という）。

マルチタスキングプログラムの実行時に実行が終了した
場合やバッファあふれが発生した場合に、出力手段６は
、バッファ２２内の記録時刻をログファイル４に書き出
していく。

マルチタスキングプログラムの再現時に、入力手段７は
実行時にログファイル４に書き出された各タスクｌｌａ
およびｌｌｂの記録時刻をバッファ２２に読み込み、制
御手段８はその記録時刻に基づいて各タスクｌｌａおよ
びｌｌｂの実行の順序関係を実行時と同様に保つように
タスクｌｌａおよびｌｌｂの実行スケジュールを制御す
る。

次に、このように構成された本実施例の並列実行再現方
式の動作について説明する。

まず、第１図ｆａｔおよび第２図を参照してマルチタス
キングプログラムの実行時の動作について説明する。

第２図は、第１図ｆａ）に示すマルチタスキングプログ
ラムの実行時におけるタスクｌｌａおよびｌｌｂとバッ
ファ２２との状態を示す閏である。

タスクｌｌａおよびｌｌｂの２つのタスクはプロセッサ
ｌａおよび１ｂ上で同時に動いている（タスク生成時刻
とタスク終了時刻との間の時間が重複している）。

タスクｔｔａは、共有データ２１内のデータ（変数）Ｘ
に１を代入し、その後データＸに２を代入している。

タスクｌｌｂは、タスクｌｌａがデータＸに２を代入し
た後にデータＸを引用してそれを共有データ２１内のデ
ータＹに代入している。すなわち、データＹには２が代
入される。

ロギング手段５は、タスク１１ａおよびｌｌｂのタスク
生成時刻ならびにタスクｌｌａおよびタスク１１ｂのタ
スク終了時刻をバッファ２２に記録する。また、タスク
ｌｌａがデータＸに１を代入した時刻（時刻（１）とす
る）、タスクｌｌａがデータＸに２を代入した時刻（時
刻（２）とする）およびタスクｌｌｂがデータＸを引用
してそれをデータＹに代入した時刻（時刻（３）とする
）をそれぞれバッファ２２に記録する（時刻＋１１．　
（２＋および（３）は共有データアクセス時刻である）
。さらに、タスクｌｌａとタスクｌｌｂとが同ｇｔｏを
とった時刻（タスク間同期時刻０圓示せず）もバッファ
２２に記録する。

上述の全ての時刻（記録時刻）の記録およびマルチタス
キングプログラムの終了時に、出力手段６はバッファ２
２の内容（記録時刻）をログファイル４に書き出す。

なお、上述の記録の途中でバッファ２２があふれた場合
には、出力手段６はその時点でのバッフ１２２の内容を
ログファイル４に書き出し、バッフ１２２をクリアして
バッファ２２の先頭から記録を続けるようにする。

次に、第１図（ｂ）および第３図を参照してマルチタス
キングプログラムの再現時の動作について説明する。

第３図は、第１図偽）に示すマルチタスキングプログラ
ムの再現時におけるタスクｌｌａおよびｌｌｂとバッフ
ァ２２との状態を示す図である。

入力手段７は、ログファイル４から実行時に格納されて
いるタスクｌｌａおよびｌｌｂ毎の記録時刻をメモリ２
内のバッファ２２に読み込む。

制御手段８は、入力手段７によりバッファ２２に読み込
まれた記録時刻に基づいて実行順序が実行時と変わらな
いように各タスクｌｌａおよびｌｌｂの動作をｔｋｌＨ
ｌｌ（スケジュール制御）する。

ここで、タスクｌｌａおよびｌｌｂの生成、タスク１１
ａによる共有データ２１内のデータＸへのアクセスなら
びにタスクＩｌａおよびｌｌｂ間の同期ｌＯ等は通常通
りに（実行時と同様に）実行されるものとする（このよ
うな実行に係る時刻はタイマ３に基づきロギング手段５
によりバッファ２２に記録される）。

いま、タスクｔｔａがデータＸに１を代入した後であり
データＸに２を代入する前に、タスクｌｌｂがデータＸ
を引用してそれをデータＹに代入しようとしたとする。

仮にこのまま実行が行われるとすると、実行時の実行順
序と異なってタスクｌｌｂはデータＸの値として実行時
の２とは異なるｌを保持することになる。

制御手段８は、このような事態が生じないように以下に
示すようなスケジュール制御を行う。

まず、タスクｔｉｂがデータＸを引用してそれをデータ
Ｙに代入しようとした時刻（時刻（４）とする）を調べ
、他のタスクｌｌａにおいて実行時にその処理（データ
Ｘの引用およびデータＹへの代入）より早い時刻に行わ
れた処理が全て終了しているか否かをバッファ２２内の
記録時刻に基づいて調べる。

この調査で所定の処理が全て終了していれば、データＸ
を引用してそれをデータＹに代入する処理が可能なので
、タスクｌｌｂの実行を続行させる。

上述の調査で所定の処理の中で終了していない処理があ
れば、タスクｌｌｂをウェイト状態にする。

ここでは、第３図に示すようにタスクｌｌａにおけるデ
ータＸへの２の代入が時刻（２）でありタスク１１ｂに
おけるデータＸの引用およびデータＹへの代入の時刻（
４）よりも早いので、タスクｌｌｂをウェイト状態にす
る。

その後に、タスクｌｌａにおけるデータＸへの２の代入
を実行させ、この代入の終了時点でウェイト状態になっ
ているタスクｌｌｂが実行可能となるか否かを調べる（
上述の調査と同様の処理が行われる）。

この時点（時刻（３）とは限らない、実行順序さえ実行
時と同様に再現できれば必ずしも同一の時刻にする必要
がないからである）では、タスクｌｌａにおいて実行時
にタスクｌｌｂにおけるデータＸの引用およびデータＹ
への代入の処理より早い時刻に行われた処理が全て終了
しているので、タスク１１ｂの実行を再開させる（この
ときには、データＸの値は２となっており、データＹに
は実行時と同じ値が保持されることになる）。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ロギング手段。

出力手段、入力手段および制御手段を設けることにより
、マルチプロセッサシステムにおけるプログラムの並列
実行（マルチタスキングプログラムの実行）の完全な再
現が可能になるという効果がある。

また、対話型のデバッガ等を用いてマルチタスキングプ
ログラムをデバッグする場合に、本発明を併用してマル
チタスキングプログラムの実行の再現性を確保すること
により、マルチタスキングプログラムの実行時と再現時
とでタスクの実行のタイミングが変わることに起因して
プログラム実行結果が変化してしまうという事態が生じ
ないようにデバッグを行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａｔは本発明の一実施例の構成（実行時におけ
る状Ｂ）を示すブロック図、 第１図（ｂｌは本発明の一実施例の構成（再現時におけ
る状／Ｌｉ）を示すブロック図、 第２図は第１図ｔａｔ中のタスクおよびバッファの状態
を示す図、 第３図は第１図ｉｂｌ中のタスクおよびバッファの状態
を示す図である。 図において、 ｌａ、ｌｂ・・・プロセンサ、 ２・・・・・・・メモリ、 ３・・・・・・・タイマ、 ４・・・・・・・ログファイル、 ５・・・・・・・ロギング手段、 ６　・　・　・　・　・ ７　・　・　・　・　・ ８　・　・　・　・　・ １０・　・　・　・　・ １１ａ、ｌｌｂ　　・ ２１・　・　・　・　・ ２２・　・　・　・　・ ・出力手段、 ・入力手段、 ・制御手段、 ・同期、 ・タスク、 ・共有データ、 ・バッファである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 メモリを共有する複数のプロセッサおよび全プロセッサ
   に共通のタイマを有するマルチプロセッサシステムにお
   いて、 マルチタスキングプログラムの実行時に各プロセッサ上
   で実行されるタスク毎にタスク生成時刻、タスク終了時
   刻、タスク間同期時刻および共有データアクセス時刻等
   の記録時刻をタイマから求めてメモリ上のバッファに記
   録するロギング手段と、マルチタスキングプログラムの
   実行時に実行が終了した場合やバッファあふれが発生し
   た場合に前記ロギング手段により記録されているメモリ
   上のバッファ内の記録時刻をログファイル上に書き出す
   出力手段と、 この出力手段によりログファイル上に書き出された各タ
   スクの記録時刻をマルチタスキングプログラムの再現時
   にメモリ上のバッファに読み込む入力手段と、 マルチタスキングプログラムの再現時に前記入力手段に
   よりメモリ上のバッファに読み込まれた各タスクの記録
   時刻に基づき各タスクの実行の順序関係を実行時と同様
   に保つようにタスクの実行スケジュールを制御する制御
   手段と を有することを特徴とする並列実行再現方式。