JPH028942A - 命令出現率測定方法 - 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、プロセッサの性能等を把握するために、所定
のプログラムについてプロセッサによって実行される命
令の出現率を測定する命令出現率測定方法に関する。

（従来の技術） プログラムは多数の命令から構成されている。

新たなプロセッサを開発した場合、あるいは新たなプロ
グラムを作成した場合等、そのプログラムのプロセッサ
による処理速度を予測して、システム性能等を把握する
ことが好ましい。

プログラムには多くのループが含まれており、これらの
ループを経由して実行されたステップ、即ちダイナミッ
クステップ数や、どの命令が何回実行されたかを示す命
令出現率を得ることによって、プログラムの処理速度を
予測することができる。従来、これらは、全て机上計算
による方法に頼っていた。

即ち、この机上計算の実施に当たっては、先ず、測定対
象となるプログラムが呼び出されるケースとして、代表
的なパターンを幾つか洗い出す。プログラムが呼び出さ
れる場合、その呼び出し時のパラメータやプログラム実
行時のシステム環境等によって、その内容に種々のパタ
ーンが考えられる。

こうして洗い出した種々のパターンについて、今度はプ
ログラム内部の条件分岐、即ち、ループやジャンプ等の
全てを満足するルートを机上でシュミレートする。即ち
、実際にＣＰＵによるプログラムの実行動作を想定して
命令を１ステツプずつ追っていき、１つのルートを求め
る。こうして求めたルートについて、そのダイナミック
ステップ数を計数し、かつ、命令出現率を算出する。

先に洗い出した各パターンについて、同様の動作を繰り
返し、それぞれダイナミックステップ数と命令出現率を
算出する。

こうして得られたデータを元に、実際のプログラムの処
理速度が予測される。

（発明が解決しようとする課題） ところで、以上のような従来の方法では、人手によりプ
ログラムを机上でシュミレートしていたため、そのルー
トチエツクのミスや命令出現率の計算等にミスが生じ易
く、又、算出そのものにも極めて多くの時間を費やすと
いう問題があった。

又、代表的なパターンのみを洗い出して上記算出を行な
った場合、実際にプログラムが種々のパターンで繰り返
し呼び出された場合、その平均値を取りたいといったよ
うな柔軟な対応が困難である。

本発明は以上の点に着目してなされたもので、短時間で
正確に柔軟性に冨んだ命令出現率の測定を行なうことが
できる命令出現率測定方法を提供することを目的とする
ものである。

（課題を解決するための手段） 本発明の命令出現率測定方法は、プロセッサのシングル
ステップ割り込み機能を動作させ、その割り込み発生時
に、その都度実行される命令種別を、前記プロセッサの
スタックに格納されたアドレス信号を利用して認識し、
前記命令種別毎に、命令実行回数を集計することを特徴
とするものである。

（作用） 以上の方法は、プロセッサに実際に測定対象となるプロ
グラムを実行させながら命令出現率の測定を行なう。こ
の場合、プロセッサは、シングルステップ割り込み機能
を動作させ、測定対象となるプログラムの１命令実行毎
に割り込みを発生させる。そして、その割り込み発生時
に、その都度実行される命令種別を認識して自動的に集
計を行なう。命令種別の認識は、その命令読み出しに使
われたアドレス信号を利用することによって実現する。

これにより、多種のパターンのルートについて、方何な
く正確にそれをトレスし短時間で命令出現率を求めるこ
とができる。

（実施例） 以下、本発明を図の実施例を用いて詳細に説明する。

先ず、第１図は、本発明の方法の基本的な手順を示すフ
ローチャートである。

先ず、本発明においては、測定対象となるターゲットプ
ログラムを実際にプロセッサに実行させる。このとき、
そのプロセッサに対しシングルステップ割り込み機能を
動作させるようセットしておく。シングルステップ割り
込み機能とは、１命令実行ごとに割り込みのかかるよう
な動作を行なう機能をいう。

従って、第１図に示すように、先ず、ターゲットプログ
ラムの１命令を実行すると（ステップＳ１）、シングル
ステップ割り込みがエントリされる（ステップＳ２）。

これによって、集計ルーチンが開始される（ステップＳ
３）。

集計ルーチンにおいては、そのプロセッサのスタックに
格納された次に実行する命令のアドレス信号を得る（ス
テップＳ４）。そして、そのアドレス信号により特定さ
れた命令を解析し、実行回数の集計を行なう（ステップ
Ｓ５）。即ち、ターゲットプログラムを格納したメモリ
には、そのアドレス信号と１対１に対応して命令コード
が格納されている。単に、その命令の実行回数をカウン
トするのみであれば、そのアドレスに１対１に対応させ
たカウンタを、同一アドレスが出現する毎に１ずつカウ
ントアツプしていけばよい。

一方、命令の内容によっては、数バイトの命令やパラメ
ータによって１つの命令を構成するものがあり、そのよ
うな場合一連の命令等につき所定の解析を行なって、同
種の命令の実行回数の集計を行なうことになる。その詳
細については後で説明する。

一方、この作業開始にあたって、オペレータは終了アド
レスを予め設定しておく。従って、ステップＳ６におい
て、その終了アドレスに達したか否かが判断され、終了
アドレスに達していなければ再びターゲットプログラム
に戻る（ステップＳ７）　　そして、次のターゲットプ
ログラムの１命令が実行される（ステップＳｌ）。その
後、ステップＳ１から８７までのステップを繰り返し、
終了アドレスまでターゲットプログラムを実行した後、
ステップＳ５において集計した集計結果の出力を行なう
（ステップＳ８）。

本発明の方法は、基本的には上記のような手順によって
実施される。

次に、本発明のより具体的な実施方法を説明する。

この方法の実施にあたっては、シングルステップ割り込
み機能を持ったマイクロプロセッサを使用する。その目
的に添うプロセッサとして、例えば、この実施例ではイ
ンテル社製の８０８６系ＣＰＵを使用した。

第２図に、８０８６系ＣＰＵの命令の分類を示す。

８０８６系ＣＰＵの命令コードは、１バイト、即ち８ビ
ット単位で構成され、最大２５６種類存在することにな
るが、これを内容別に分けると図のように１５種類に分
類することができる。

ここで、各分類には制御コード“Ｏ″°〜゛１５°′と
いう番号を付した。

図において、先ず、制御コード°゛Ｏ゛°に分類される
命令は、その命令コードの１バイト目で命令の種類が１
つに定まる性質の命令である。次に、制御コード°°１
°”に分類される命令は、命令コードの次の１バイトに
よって、オペランドがレジスタかメモリかが定まる命令
である。又、制御コードが゛°２パ〜”　９　”に分類
される命令は、それぞれ８つの命令グループに対応付け
られており、次の１バイトによりその命令の種類が８つ
の内１つに定まる性質のものである。又、制御コード“
１０″に分類される命令は、命令コードが２バイトから
なり、２番目のバイトにより命令の種類が１つに定まる
性質のものである。又、制御コード“’１１”に分類さ
れる命令は、実際の命令コードの前におかれる擬似コー
ドである。その他、制御コード“’　ｌ　２　”〜゛１
４″′はリザーブされた命令で、制御コード°″１５°
′に分類される命令は未定義命令である。

このように命令を分類したのは、同一のアドレス信号に
より特定される命令コードであっても、その命令コード
に続くパラメータ等によって実行される内容が異なって
くるために、命令コードを詳細に解析し、各命令の種類
毎に命令出現回数をカウントアツプしようとするためで
ある。

従って、例えばデータを格納する命令コードの場合に、
これがレジスタへデータを格納する命令として使われた
か、メモリへデータを格納する命令として使われたかに
よって、それぞれ個々に分類しその命令出現回数をカウ
ントすることになる。

第３図には、第２図に示したような分類を元にして実施
する、本発明の方法の具体的な実施例を示す。

先ず、ここでは、先に第１図を用いて説明したターゲッ
トプログラムの実行中、シングルステップ割り込みがエ
ントリーされると、その時点でスタック１からアドレス
信号２を取り出す。このアドレス信号２を用いて、ター
ゲットプログラムを格納したメモリ３をアクセスする。

これにより、メモリ３からは、そのアドレス信号２に対
応する命令コード４が読み出される。命令コード４は、
先に説明したように、１バイト、即ち８ビツト構成のも
ので、最大２５６種存在する。

制御テーブルＴＩには、２バイトの制御コードと２バイ
トの制御用アドレスデータとが１組となったものが２５
５組格納されている。この制御テーブルＴ１に所定のア
ドレスが入力すると、制御用アドレスデータ２バイト分
が読み出される。

ここでは、命令コード４を４倍することによって制御テ
ーブルＴ１のアドレスとしている。即ち、例えば命令コ
ード４が○°°であれば、最初の制御コード゛Ｏ°°に
続く制御用アドレスデータな読み出すことになる。又、
命令コード４が例えば２′°であれば、これを４倍した
制御コード°゛８°°に続く制御用アドレスデータが、
この制御テーブルＴ１から読み出されることになる。

又、この他に、図にはＭＯＤ−ＲＭ用テーブルＴ３と、
ＧＲＯＵＰ　１〜８用テーブルＴ４と、命令出現回数カ
ウントアツプテーブルＴ５と、制御テーブルＴ１と同様
の構成でもう１つ別に設けられた制御テーブルＴ２とが
設けられている。

命令出現回数カウントアツプテーブルＴ５は、命令コー
ド４の解析の結果特定された命令の種類に応じて個別に
カウンタが配列されたテーブルデータで、これが各命令
の出現回数を表示する最終的な集計結果を得るためのテ
ーブルとなる。

以下、制御コードの内容毎に、命令コードの解析方法を
説明する。

先ず、命令コード４が制御コード°“Ｏパに分類される
命令の場合、先に第２図で示したように、その命令コー
ドの１バイト目で命令の種類が１つに定まるから、直ち
にその制御用アドレスデータを元に命令出現回数カウン
トアツプＴ５を参照し、該当するカウンタを１だけカウ
ントアツプする。即ち、制御コード°゛Ｏ°′に分類さ
れる命令コード４が制御コードＴ１に入力すると、命令
出現回数カウントアツプテーブルＴ５の所定のカウンタ
が、直ちに１だけカウントアツプされることになる。

次に、制御コード“１″°に分類される命令コードが制
御テーブルＴ、に入力すると、ＭＯＤ−ＲＭ用テーブル
Ｔ、が先ず選択される。この場合、その命令コードに続
く次の１バイト５の内容によって、オペランドがレジス
タかメモリかを特定する。レジスタかメモリかが特定さ
れると、これに応じて命令出現回数カウントアツプテー
ブルＴ５の所定のカウンタが特定される。そして、それ
が１だけカウントアツプされる。

次に、制御コードが２°°〜”　９　”に分類される命
令コードが制御テーブルＴ１に入力すると、各制御コー
ドに対応してＧＲＯＵＰ　１〜８用テーブルＴ４の内、
１つのテーブルが選択される。各テーブルＴ４は、それ
ぞれ８組のレジスタとメモリによって構成された命令グ
ループであって、命令コードに続く次の１バイト５の内
容によって、いずれの組に属する命令であって、かつ、
オペランドがレジスタかメモリかが特定される。これに
よって、命令出現回数カウントアツプテーブルＴ５の予
め対応付けられた該当するカウンタを１だけカウントア
ツプする。

具体的には、ＧＲＯＵＰ　１〜８用テーブルＴ４は、各
２バイトのレジスタ用とメモリ用の組に分かれており、
命令コードに続く次の１バイト５の内の一部の信号を４
倍することによって、８組のレジスタとメモリの内、い
ずれかのレジスタの先頭アドレスを特定する。更に、そ
の１バイト５に含まれる他の信号によって、オペランド
がレジスタかメモリかを特定する。

次に、制御コードが“１０′°に分類される命令コード
が制御テーブルＴ１に人力した場合、その２バイト目の
命令コードを用いて新たな制御テーブルＴ２を検索し、
制御用アドレスデータの読み出しを行なう。この場合、
先に説明した制御コード゛○°′〜“９′°までのいず
れかに該当する処理と同様の処理がその後実行される。

又、制御コード°’１１°°に分類される命令が制御テ
ーブルＴ１に人力した場合には、その命令コードに続く
次の命令コードを用いて、再度制御テーブルＴ１の検索
を行なう。

最後に、制御コードが’１５”に分類される命令コード
が入力した場合、未定義命令が発行されたことになるた
めシステムを停止する。

以上の動作によって、スタックから読み出されたアドレ
ス信号に対応する命令コードについて、その命令コード
の用い方を含めた命令の種類を詳細に解析し、命令の種
類毎にカウンタを配列した命令出現回数カウントアツプ
テーブルＴ５に、命令出現回数を集計することができる
。この集計結果は、必要に応じてデイスプレィやプリン
タに表示することになる。

（発明の効果） 以上説明した本発明の命令出現率測定方法によれば、実
際にプロセッサにターゲットプログラムを実行させ、全
ての命令に対してその命令の実行回数を正確に誤りなく
集計することができる。勿論、各命令の実行回数を合計
すれば、そのダイナミックステップ数も集計することが
できる。しかも、その集計は、プロセッサにより短時間
で実行され、更に集計結果は、全て実際にプロセッサに
よって実行されたものであるため、机上計算によって予
測する従来の方法に比べて、はるかに多くのパターンに
ついて、その処理速度や性能等を知る手がかりとするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の手順を示すフローチャート、第
２図は本発明の方法の実施に適する８０８６系ＣＰＵの
命令の分類を示す一覧表、第３図は本発明の方法の具体
的な実施例を示すブロック図である。 １・・・スタック、２・・・アドレス信号、３・・・メ
モリ、４・・・命令コード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 プロセッサのシングルステップ割り込み機能を動作させ
   、 その割り込み発生時に、 その都度実行される命令種別を、前記プロセッサのスタ
   ックに格納されたアドレス信号を利用して認識し、 前記命令種別毎に、命令実行回数を集計することを特徴
   とする命令出現率測定方法。