JPH02294845A - プログラムトレース装置 - 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】 〔概要〕 プログラムの実行経過を調べるために必要となるトレー
スデータを採取する情報処理システムにおけるトレース
データ出力処理方法に関しプログラムトレース処理にあ
たって，特に被トレースプログラムが途中で停止する場
合に，その原因の調査に適した無駄のないトレースデー
タの出力を可能にすることを目的とし， トレース処理開始後，被トレースプログラム内で，ある
サブルーチンへの呼び出しが起こり．かつトレース終了
時点までに，そのサブルーチンからの復帰が起こった場
合．その呼び出し時点から復帰時点までに採取されたト
レースデータの出力を抑止し，またはその間に採取され
たトレースデータの部分を削除し．被トレースプログラ
ムにおけるサブルーチン呼び出しの深さに応したトレー
スデータの出力を行うように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は，プログラムの実行経過を調べるために必要と
なるトレースデータを採取する情報処理システムにおけ
るトレースデータ出力処理方法に関する。

プログラムトレース処理は．プログラムの実行順序に関
する情報や，実行の途中で起こった事象を出力するので
．プログラムの実行結果が期待どおりでないとき，ある
いはプログラムの実行性能が目標に達しないときなどに
，その原因を調べるのに脊効な方法である。

このトレースデータの出力では．効率的な調査のため１
また資源の節約のために，無駄のない出力を可能とする
技術が望まれる。

〔従来の技術〕

トレース処理では．例えばプログラムの中でサブルーチ
ン呼び出しが起こった時点で，呼び出されたサブルーチ
ン名を出力したり．サブルーチンから復帰した時点で，
復帰元と復帰先のサブルーチン名を出力したり．ｃｐｕ
が１命令を実行するたびに，その命令のアドレスと命令
コードとを出力したり．プログラムがオペレーティング
・システム（ＯＳ）に処理を依頌するたびに，その依頼
内容を出力したりすることを行う。これ以外にも目的に
応じてさまざまな情報をトレースデータとして出力する
ことができるようになっている。

また，出力情報の種類のうち，１つまたは複数の種類を
出力するように，使用者が指定できるものも多く用いら
れている。

これにより，トレースデータの利用目的に応して，必要
な種類のデータのみを出力し，トレースデータの量を圧
縮することが，ある程度，可能になっている。

例えば，命令ごとにトレースする場合に，全命令を出力
させず，命令の実行順序がアドレスの順にならない原因
となる分岐命令の実行のみをトレ−スしたり，ソースプ
ログラムの翻訳コードのうち．ソースプログラムの１行
の先頭命令のみをトレースしたり，オペレーティング・
システムへの処理依頼のみをトレースしたり．サブルー
チン呼び出しおよび復帰のみをトレースしたり，または
これらのうちのいくつかを組み合わせてトレースしたり
することにより８　トレースデータの出力量を少な《す
ることが可能である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし，以上のような従来のトレースデータの種類を指
定することによるトレースデータ量の削減では．指定し
たトレースデータの種類に含まれるすべてのトレースデ
ータが出力されるため１例えばプログラムの停止原因を
調べるときには．あまり適当ではない。

その理由は，例えばメインルーチンが多数のサブルーチ
ンを呼び，各サブルーチンも他のサブルーチンを繰り返
し何段にもわたって呼ぶような場合，すべてのサブルー
チン呼び出しのトレースデータを出力すると，調査には
不要なデータが多世に含まれることになり，資源が無駄
になるだけでなく，その中から原因の調査に有効なデー
タを選別するための使用者の負担が非常に大きくなるか
らである。

さらに．プログラムの動作異常を調べるような場合には
，最後に停止したときに．そこへ至るまでの実行経路，
すなわちメインルーチンの中のどこから呼び出され，各
サブルーチンのどこから呼び出されてきたかを知る必要
があるために，単なる時間的順序による最近の一部のト
レースデータだけでは，調査資料として不十分である。

本発明は上記問題点の解決を図り，プログラムトレース
処理にあたって，特に被トレースプログラムが途中で停
止する場合に，その原因の調査に適した無駄のないトレ
ースデータの出力を可能にすることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は本発明の原理説明図である。

第１図において．１０は命令を読み出して実行するＣＰ
Ｕ　（中央処理装置）．１ｌはプログラム等を格納する
主記憶装置，１２はオペレーティング・システム（ＯＳ
），１３はトレースプログラム，１４はトレース対象と
なる被トレースプログラム，１ｓｃｆトレース制御に用
いるスタソクテーブル．１６は磁気ディスク装置等の外
部記憶装置，１７はトレースデータを出力する出力ファ
イルを表す。

被トレースプログラム１４についてトレースを行う場合
．トレースプログラム１３は，ＯＳ１２に依頼して，被
トレースプログラムＩ４を１命令実行させ．１つ前の命
令コードや，次に実行する命令のアドレスを，ＯＳ１２
から受け取る。

トレースプログラム１３は．ＯＳ１２からｃｐＵ実行権
を受け取ると，ＯＳ１２からの通知情報により，ある範
囲の事象が発生したかどうかを調べ．発生していれば，
ＯＳ１２に依顧して，その事象に関するトレースデータ
を採取し．出力ファイル１７にトレースデータを出力す
る．トレースプログラム１３は．被トレースプログラム
１４のサブルーチン呼び出しおよびサブルーチンからの
復帰を検出する処理機能を持つ。例えば，ジャンプサブ
ルーチン命令，リターンサブルーチン命令というような
特定の命令コードを判別することにより，サブルーチン
呼び出し，復帰を検出することができる。

サブルーチン呼び出しを検出すると．出力ファイル１７
における最近の出力位置を示すファイルポインタを．ス
タソクテーブル１５に退避し，方５サブルーチンからの
復帰を検出すると２スタックテーブルＩ５に退避してい
たファイルポインタを復元する，これにより，以後出力
されるデータは復元されたファイルポインタの位置以降
に出力される。

すなわち，本発明では．トレース処理開始後被トレース
プログラム１４内で．あるサブルーチンへの呼び出しが
起こり．かつトレース終了時点までに，そのサブルーチ
ンからの復帰が起こった場合．その呼び出し時点から復
帰時点までに採取されたトレースデータの出力を抑止し
，またはその間に採取されたトレースデータの部分を削
除し，被トレースプログラム１４におけるサブルーチン
呼び出しの深さに応じたトレースデータが，外部記憶装
置１６上の出力ファイル１７に蓄積されるようにする。

〔作用〕

例えばトレース処理の開始時に．出力ファイル１７に対
するファイルポインタは．先頭のＰＯを指すように初期
化される。被トレースプログラム１４におけるメインル
ーチンＭＡＩＮの動作中において，トレースデータＴ１
が採取されると，ファイルポインタは，Ｐ１を指すよう
に更新される。

メインルーチンＭＡＩＮが．サブルーチンＳＵＢ１を呼
び出すと．ファイルポインタｐｔがスタックテーブルＩ
５に退避される。ここで，トレースデータＴ２が採取さ
れると．ファイルポインタＰ１の位置にトレースデータ
Ｔ２が出力され．その最終位置Ｐ２に，ファイルポイン
タが更新される。サブルーチンＳＵＢＩからメインルー
チンＭＡＩＮに復帰すると．スタックテーブル１５がら
のファイルポインタの復元により，ファイルポインタの
値は，ＰＩと同じ値を持っＰ３となる。

次に，メインルーチンＭＡＩＮからサブルーチンＳＵＢ
２の呼び出しを行うと，ファイルポインタＰ３の退避を
行う。ここで．出力されたトレースデータＴ３は．出力
ファイル１７におけるＰ３の位置から書き出されること
になる。ファイルポインタはＰ４に更新される。

さらに，サブルーチンＳＵＢ２からサブルーチンＳＵＢ
３の呼び出しを行うと．ファイルポインタＰ４は退避さ
れ９サブルーチンＳＵＢ３におけるトレースデータＴ４
は．ファイルポインタＰ４の位置から書き出される。

以上の例から分かるように．呼び出したサブルーチンか
らの復帰が行われると，呼び出しから復帰までの間のト
レースデータの出力を実質的に削除した状態にし，次の
トレースデータの出力は．前のサブルーチンにおけるト
レースデータに上書きするようにする。

したがって，被トレースプログラムｌ４におけるサブル
ーチン呼び出しの深さに応じたトレースデータの出力だ
けが，出力ファイル１７内に残るようになる。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例で用いるスタックテーブルの例
，第３図は本発明の実施例で用いる作業用データ格納域
の例，第４図は本発明の実施例に関連するファイルポイ
ンタ説明図，第５図は本発明の実施例で用いるアドレス
区間テーブルの例．第６図は本発明の実施例に係るトレ
ースプログラムの処理フローを示す。

第１図に示すトレースプログラム１３は，トレースデー
タの出力先等の管理のために，主記ｔｇ装Ｉｌｌ上にス
タックテーブルｌ５を設けて管理する。スタックテーブ
ル１５は，例えば第２図に示すような構成になっている
。

このスタックテーブル１５は，被トレースプログラムｌ
４がサブルーチンを呼び出し，または復帰するごとに，
アクセス個所が上下に１つずつ変化し．いわゆるスタッ
クとして使用される．このスタノク番号は．サブルーチ
ン呼び出しの濶さに対応している。

第２図に示すように，スクノクテーブルｌ５は呼び出し
元サブルーチン名，呼び出し元の命令アドレス．そのレ
ベルでどのファイル位置からトレースデータを出力した
かを示すトレース出力開始ポインタからなる要素を並べ
た配列である。

トレースプログラムｌ３が使用する作業用データを格納
するために．第３図に示すように，主記憶装置１ｌ上に
．現在スタソク番号の格納域３０ファイルポインタの格
納域３１，走行中サブルーチン名の格納域３２，旧命令
アドレスの格納域３３を設ける。

「現在スタック番号」は，スタノクテーブル１５中の参
照個所を示し，それはまた．トレース開始時のサブルー
チン（通常の場合，メインルーチン）からの現在実行中
のサブルーチンの呼び出しまでの潔さを示す。この「現
在スタック番号」は，各呼び出しごとに＋１され，各復
帰ごとに−１される。

「ファイルポインタ」は，外部記憶装置１６に確保され
たトレースデータ出力用の出力ファイル１７の卸域内を
示すポインタであって．ファイル先頭からの相対位置を
示す情報である。

「走行中サブルーチン名」は．現在実行されているサブ
ルーチンの名前である。

「旧命令アドレス」は，前に実行した命令のアドレスで
あって．サブルーチン呼び出し時に．スタソクテーブル
１５の呼び出し元アドレスに設定するために用いられる
。

本実施例では，トレースプログラム１３が出力ファイル
１７にデータを出力するときに．次のようなシステム・
マクロ命令を用いる。

（１）ファイル・オープン命令 （２）　　ファイルポインタ指示命令 （バラメタは，ファイルポインタなど）（３）出力命令 （パラメタは．データ長．バソファアドレスなど）（４
）　　ファイル・クローズ命令 これらのシステム・マクロ命令は．周知の命令であるが
．特に．ファイルボインク指示命令および出力命令が関
連するファイルボインクについて第４図に従って説明す
る。

ファイル内の出力位置を示すファイルポインタは，トレ
ースプログラム１３が管理するものと同じ値が，０３１
２の内部にも保管される。ファイル・オーブン直後のフ
ァイルポインタは．ファイルの先頭ＰＯを示す。出力命
令が実行されると，データが書き込まれた長さだけ．フ
ァイルポインタは加算され，次の書き込み位置Ｐｉに進
む。

ファイルポインタ指示命令が実行されると．このＯＳ１
２内のファイルボインクが変更される。

出力命令の実行では．常にＯＳ１２内のファイルポイン
タが示す位置から後方に，データがのき出される． 本実施例では．サブルーチン名の管理のために，例えば
第５図に示すようなアドレス区間テーブルを用いる。

アドレス区間テーブルの要素は，被トレースプログラム
１４を構成するメインルーチンまたはサブルーチンの名
前と，開始アドレス，終了アドレスからなる。開始アド
レスは，そのサブルーチンが占める範囲の最小アドレス
であり，終了アドレスは，最大アドレスである。

サブルーチン呼び出しが起こったときに，どのサブルー
チンが呼び出されたのかを．命令のアドレス情報とこの
アドレス区間テーブルとから求めることができる。

第６図は，第１図に示すトレースプログラム１３の処理
フローを示している。

ここでは，トレースデータとして．サブルーチンの呼び
出しおよび復帰に関するデータの他に，ＯＳ１２から通
知された特定の事象データを，出力するものとしている
。以下の説明における■〜［相］は．第６図に示す処理
■〜［相］に対応する．■　被トレースプログラム１４
のロードモジュールを参照し．第５図に示すアドレス区
間テープルを．主記憶装置１１上に生成する。

■　ＯＳ１２に依顛することにより．被トレースプログ
ラム１４を主記憶装置１１上にロードする。

■　ファイルポインタのゼロクリア，現在スタック番号
のゼロクリア，出力ファイルのオープンなど．各種の初
期化処理を行い，その後２　トレース処理を開始する。

■　次実行命令アドレスを，第３図に示す旧命令アドレ
スの格納域３３に保存する。そして，被トレースプログ
ラム１４を１ステップ実行させることをＯＳ１２に依頬
し，その実行結果を待つ。被トレースプログラム１４の
実行がすべて終了するか停止した場合には，処理［相］
へ移る。

■　０５１２が，いわゆるシングルステップモードによ
り，被トレースプログラム１４を実行させると，割り込
みが起きるので，ＯＳ１２がらトレースプログラムに通
知がなされる。トレースプログラム１３は，そのときの
旧実行命令コード，次実行命令アドレスを．ＯＳ１２か
ら得■　また，ＯＳ１２からの通知情報により９　トレ
ースの出力事象があるかどうかを判定する。出力事象が
ない場合．処理■へ移る。

■　出力事象がある場合，ＯＳｌ２からその事象に関す
るトレースデータを得る。

■　事象データを出力ファイルｌ７に出力し，ファイル
ポインタをデータ長の分だけ進める。

■　旧実行命令コードが，ジャンプサブルーチン命令で
あるかどうかなどにより．サブルーチン呼び出しがあっ
たかどうかを調べる。サブルーチン呼び出しでない場合
．処理■へ移る。

［相］　サブルーチン呼び出しであった場合，次実行命
令アドレスをもとに，アドレス区間テーブルを調べ，被
呼び出しサブルーチン名を求める．■　サブルーチン呼
び出しを示すデータを出力ファイル１７に出力し，ファ
イルポインタを進める． ■　第２図に示すスタックテーブル１５中の現在スタッ
ク番号の指す位置を次のように更新する．・走行中サブ
ルーチン名を，呼び出しサブルーチン名の格納域に設定
する。

・旧命令アドレスを．呼び出し元アドレスの格納域に設
定する。

・ファイルポインタを．トレース出力開始ポインタの格
納域に設定する。

■　現在スタック番号を＋１する。

■　被呼び出しサブルーチン名を，走行中サブルーチン
名の格納域にセットし，処理■へ制御を戻し，同様に処
理を繰り返す。

［相］　旧実行命令コードが．リターンサブルーチン命
令であるかどうかなどにより，サブルーチン呼び出しか
らの復帰があったがどうかを調べる。

復帰でない場合．処理■へ制御を戻し．同様に処理を繰
り返す． ［相］　現在スタンク番号を−１する。

Ｏ　スタソクテーブル１５中の現在スタソク番号の指す
位置のトレース出カ開始ポインタの値をパラメタとして
，ファイルポインタ指示命令を出す。すなわち，トレー
ス出力開始ポインタの値を．次のファイル出力位置に設
定する。その後．処理■へ制御を戻して，同様に処理を
繰り返す。

以上のように．トレースプログラム１３は．被トレース
プログラム１４におけるサブルーチン呼び出しのたびに
．それを示すトレースデータを出力し，またその直後の
ファイルポインタの値をスタックテーブル１５にｌして
，トレースを続け０５１２から通知されるトレースデー
タを１出力ファイル１７に出力してい《。

サブルーチンからの復帰が起こると，復Ｊ％前のサブル
ーチンに関するトレース出力開始ポインタを．スタソク
テーブル１５から読み出し，その値を指定して．ファイ
ルポインタ指示命令を発行する。以後．出力されるトレ
ースデータは，この位置から行われるので，上記復帰前
のサブルーチンの実行中に書き出されたトレースデータ
は，実際上，削除された形となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように．本発明によれば．プログラムのト
レース終了時点までの１・レースデータには，途中で完
全に復帰したサブルーチンに関するトレースデータは含
まれず，しかもトレース開始時より，終了時までの直系
の呼び出し系列のトレースデータはすべて含まれるので
，トレース開始時からトレース終了時に至るまでの必要
な経路を容易に把握できるようになり，特にプログラム
が停止する場合の原因の調査などに非常に仔効である， また，完全に復帰したサブルーチン等における不要なト
レースデータが実質的に削除されることになるため，出
力ファイルなどの資源のｆｉｎが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明の実施例で用いるスタノクテーブルの例 第３図は本発明の実施例で用いる作業用データ格納域の
例， 第４図は本発明の実施例に関連するファイルポインタ説
明図 第５図は本発明の実施例で用いるアドレス区間テーブル
の例５ 第６図は本発明の実施例に係るトレースプログラムの処
理フローを示す。 図中，１０はＣＰＵ．１１は主記憶装置．１２はＯＳ，
１３はトレースプログラム，１４は被トレースプログラ
ム，１５はスタソクテーブル，１６は外部記憶装置．１
７は出力ファイルを表す。 特許出傅人　富士通株式会社 代　理　人　　弁理士　小笠原吉義（外２名）第１図 スタンクテーブノレの例 第２図 作業用データ格納域の例 第３図 ファイルポインタ説明図 第４図 アドレス区間テーブルの例 第５図 トレースプログラム処理フロー 第　６　図（その１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プログラムを格納するための主記憶装置（１１）と、プ
   ログラム内の命令を読み出して実行するＣＰＵ（１０）
   とを備え、ＣＰＵによって実行されるプログラムの実行
   状態を示す情報を順次採取して出力する情報処理システ
   ムにおけるトレースデータ出力処理方法において、 トレース処理開始後、被トレースプログラム内で、ある
   サブルーチンへの呼び出しが起こり、かつトレース終了
   時点までに、そのサブルーチンからの復帰が起こった場
   合、その呼び出し時点から復帰時点までに採取されたト
   レースデータの出力を抑止し、またはその間に採取され
   たトレースデータの部分を削除し、 被トレースプログラムにおけるサブルーチン呼び出しの
   深さに応じたトレースデータの出力を行うようにしたこ
   とを特徴とするトレースデータ出力処理方法。