JPH0338735A - 並列プログラム中のエラーを探す方法及び支援システム - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は計算機システムの分野に関し、詳細には、コン
ピュータ・プログラムのデバッグに関するものである。

具体的には、選択的直列化による並列プログラムのデバ
ッグのための方法を記載する。

Ｂ、従来技術及びその課題 共用メモリ・マルチプロセッサは、潜在的に強力な計算
力を得るための安価で効率的な方法を提供する。この言
１算力を利用するためには、ソース・プログラムは並列
言語（またはマルチプロセッサ用の直列言語の拡張）で
書かなければならない。

最近、共用メモリ・マルチプロセッサ上での並列プログ
ラムの開発をサポートするため、フメートランやＣ言語
等の直列言語に対する多くの並列拡張が設計され、実施
されてきた。

プログラムの一般開発、特に並列プログラムの開発にお
ける１つの大きな問題は、プログラム中のエラーを見つ
け訂正すること、すなわちデバッグと呼ばれるステップ
である。直列プログラムをデバッグするための方法は周
知であるが、これらの方法は並列プログラムには容易に
適用できない。

プログラムをデバッグするための幾つかの一般的方式、
すなわち区切り点や事象追跡のどれも、並列プログラム
には容易に適用できない。

並列プログラムは、幾つかの理由で直列プログラムより
もデバッグを行なうのが難しい。第１に、実行中の処理
を制御し、これらの処理が停止する区切り点における情
報を表示するのが難しい。第２に、実行追跡情報または
状況情報を印刷するというオーバヘッドが、並列実行の
順序を変え、エラーをおおい隠し、さらには新しいエラ
ーを生じる可能性さえある。第３に、通常のデバッグ用
ツールは、プログラムの実行中に大量の情報を表示する
。並列システムをデバッグするときに表示される出力デ
ータの量は、直列システムをデバッグするときに必要な
量よりも大きくなることさえある。

さらに、エラーが、「不完全な」プログラム・５− ステートメントが実行された後でしか現れないことがよ
くある。ユーザ・プログラムにおける並列作業が並列シ
ステムにおける複数のプログラムにわたってどのように
分散されているかに関する追加の知識がないと、並列シ
ステムのデバ・ソゲは、直列システムよりも１桁難しく
なる。

本発明では、前処理プログラムまたは並列言語の並列化
コンパイラ内で走行する並列デバッグ機能をもたらす方
法を記載する。この方法は、長ったらしい追跡や区切り
点の設定を必要とせずにユーザが並列プログラムのバグ
を探し出すのを助け、したがって上記の問題を回避する
。

本発明の方法は、並列プログラミングに関する以下の知
見に基づくものである。

１、使用可能な並列プログラミング言語の大部分は、ユ
ーザが並列作業及び同期化を指定できるように小さな１
組の並列構造によって拡大された通常の直列言語である
。これらの言語では、並列構造は、それらがユーザ・プ
ログラムのどこで使用されていても、識別しラベルをつ
けることができる。

２８通常、並列プログラムは、計算が直列セクションと
並列セクションに分離されるように編成されている。並
列セクションとは、幾つかの処理によって実行可能なプ
ログラム・セグメントである。並列Ｄｏループ及びフォ
ーク０構造は最も一般的な並列セクションである。

３、多くの並列化されたプログラムは依然として並列シ
ステムで１つの処理によって順次実行することができる
。並列プログラムを順次実行したときの結果と並列に実
行したときの結果は、同じであるか、または実質的に同
じであるほど十分に近いものである。

直列セ々ノヨンは、１台のプロセッサによってのみ実行
可能な並列セクションと見なすことができるので、プロ
グラムの任意の並列セクションを直列セクションに変更
し、依然として同様な結果を得ることが可能である。並
列実行でプログラム・エラーが発生して、誤った結果を
生じる場合、プログラムの順次実行の結果を使って、対
応する並列実行を較正することができる。

Ｃ３課題を解決するための手段 本発明は、コンパイラの直列化のためのコードの並列セ
クションの選択、及び最終的には単一プロセッサの実行
において、コンピュータ・プログラマを支援する働きを
する。−度実行されると、プログラマは単一プロセッサ
及びマルチプロセッサ環境でのコードの並列セクション
の実行の結果を準備することができる。各環境での実行
結果が異なると並列プログラミング・エラーを示し、プ
ログラマがそれを訂正することができる。

本発明の動作は以下のような一連のステップで行なわれ
る。最初に、ソース・コード中の並列構造に関する情報
を集める。この情報を使ってプログラム構造を確立し、
並列構造が含まれるコード・セクションを探し出す。次
にプログラム構造及びプログラム内の並列構造の位置が
表示される。この表示を見て、プログラマは直列化すべ
き並列構造を選択する。最後に、プログラマが入力した
直列化命令に従って、プログラムの目的コードが生成さ
れる。

直列化デバッグ機能は、プログラム中のエラーを探し出
すため、単一プロセッサで実行される並列プログラムの
並列セクションの選択において、コンピュータ・プログ
ラマを支援する働きをする。

ソース・プログラム中の並列構造に関する情報を集める
。この情報を使ってプログラム構造を確立し、並列構造
が含まれるプログラムのセクションを探し出す。次にプ
ログラム構造及びプログラム内の並列構造の位置が木グ
ラフとして表示される。

この表示を見（、プログラマは直列化すべき並列セクシ
ョンを選択する。次にプログラマが入力した直列化命令
に従って、プログラムの目的コードが生成される。−度
実行されると、プログラマは単一プロセッサ及びマルチ
プロセッサ環境でのプログラムの並列セクションの実行
の結果を比較することかできる。各環境での実行結果が
異なると、並列プログラミング・エラーを示し、プログ
ラマがそれを訂正することができる。直列化すべきプロ
グラムの異なるセクションを選択する度に、プ一 ログラマはこれらのステップを繰り返すことができる。

このようにして、プログラムのエラー・セクションの位
置を限定（局在化）シ、識別することができる。

Ｄ、実施例　　　　　　　　　　　　、以下に、本発明
の説明で使用する用語の定義を示す。

並列プログラム：複数の処理によって実行される作業断
片を含むプログラム。個々の部分での直列実行または並
列実行を指定するようにコーディングされている。

処理：並列プログラムの並列実行に関与する論理実行ス
トリーム。並列セクションで協働的に実行される処理は
、通常それらの間で作業を分担する。

一般に、１つの処理のみを使って並列プログラムを実行
し、したがって実質的にプログラムを逐次的に実行する
ことが可能である。簡略化された形では、実行中の処理
はマルチプロセッサ・システムにおけるプロセッサ（ま
たはＣＰＵ）と１対１の対応をもつものと考えられる。

１０ 直列セクション：１つの処理によってのみ実行されるよ
うにコーディングされた並列プログラムのセグメント。

その実行中、他の処理は遊休状態にあるか、または作業
の別の断片を実行している。

並列セクション（ｐａｒｓｅｃｔ）　　：複数の処理に
よって同時に実行されるようにコーディングされた並列
プログラムのセグメント（たとえば、並列Ｄ○ループで
は、弄なる処理がＤｏループのそれぞれ異なる繰返しで
働くことができる）。

並列セクションの直列化：並列言語の前処理プログラム
／コンパイラが、並列実行すべく指定された並列プログ
ラムのセクション（並列セクション）を、直列実行に適
した形式に変換できるようにする技術。

サブプログラム：プログラムのプログラム単位（たとえ
ば、サブルーチン、機能、メイン等）。

呼出しグラフ：プログラム中の各サブプログラムのため
のノードがあるグラフ。サブプログラムＡの本体内から
サブプログラムＢが呼び出される場合のみ、呼出しグラ
フ内に、ノードＡからノードＢへの有向辺がある。

計算モデル：並列プログラミング・システム内の並列プ
ログラムの処理をユーザがどんなものだと思うか。

前処理プログラム：並列プログラムを、並列実行のため
の段取りを備えた直列言語で書かれたプログラムに変換
することができるソフトウェア・ツール。

並列構造ニブログラムの並列実行に関する特定の情報（
たとえば、並列部分の始めと終り、または直列部分の始
めと終り）を保持する並列言語の構造。一般に、並列構
造はプログラムの逐次実行にとっては重要でない。

本発明による並列プログラムのデバッグ・セツションは
、以下のステップを含む。

１、並列構造を有するプログラムを、プログラム全体が
直列化されるように、１台の５プロセツサ上でコンパイ
ルし実行する。正しい結果が得られるまで、通常の方法
を使ってプログラムをデバッグする。

２、プログラムを所望の数のプロセッサ上で再コンパイ
ルし、実行する。誤った結果が得られる。

３、正しい結果と誤った結果の違いに基づいて、直列化
すべきコードの並列セクションを指定する。

コードのどの部分を直列化すべきかを決定する方法につ
いては以下に考察する。

４、プログラムを所望の数のプロセッサ上で再コンパイ
ルし実行する。ただし、ステップ３で指定されたコード
部分が直列化される。

５、プログラム・エラーが、直列化されたコードの特定
セクションに絞られるまで、ステップ３及びステップ４
を繰り返す。

６、識別された部分の元のソース・コードに注意を戻す
。このコードをこれらのセクションにエラーがあるかど
うか探索する。

ステップ３ないし６のシーケンスをサイクルと呼び、１
つまたは複数のプログラム・エラーを探し出すため、必
要な回数だけ繰り返すことができる。

３ 第１図は、通常のマルチプロセッサ・コンピュータ・シ
ステムのブロック・ダイヤグラムである。

Ｎ台のプロセッサ１０１．１０２．１０３のグループが
、並列プログラムの異なるセクションを同時に実行する
ことができる。各プロセッサは、共用メモリ・システム
１０４、及び周辺装置との連絡のためにプロセッサが使
用する共用入出力バスエ０５にアクセスできる。図形表
示ジェネレータ１０７によって駆動される図形表示装置
１０９を介して、情報がユーザに表示される。データは
印刷装置１０８を介しても得られる。ボインティング・
システム１０６（マウス等）を使うと、ユーザが図形表
示装置１０９を介してコンピュータ・システムと対話す
ることができる。ユーザはまたキーボード１１０を介し
てコンピュータ・システムと対話することもできる。

通常の並列プログラミング・システムの全体的構造を第
２Ａ図に示す。この構造はフロント・エンド１００５及
びバック・エンド３００５を含む。

フロント・エンドでは、プログラムが走査され、４ 変数名やステートメント・タイプ等の情報が集められる
。−船釣なフロント・エンド１００５のアクティビティ
には、誇負分析や解析がある。バック・エンド３００５
はこの情報を使って目的コードを生成する。

第２Ｂ図は、直列化デバッグ機能を含む通常の並列プロ
グラミング・システムの構成を示す。直列化デバッグ機
能は破線の矩形５００内に示す。

第２Ｂ図は、通常のフロント・エンド処理と通常のバッ
ク・エンド処理の間に幾つかの追加のステップがある点
て第２Ａ図とは異なっている。

デバッグ・システムの全体的機能は、プログラマが指定
した並列コードの特定セクションの直列化を受は入れる
ため、プログラムに関する追加情報を集めることである
。この機能を実現するため、デバッグ機能は３つの部分
に分かれている。第１のセクションは通常の並列プログ
ラミング・システムのフロント・エンド・セクション１
００５に対する追加部分１０００であり、第２のセクシ
ョンはデバッグ管理プログラム２０００であり、第３の
セクションは通常の並列プログラミング・システムのバ
ック・エンド３００５に対する追加部分３０００である
。

前処理プログラムのフロント・エンド１００５及び１０
００では、並列プログラム・ソース・コード上の第１の
経路が、プログラムに関する情報を集め、編成する。こ
の情報のあるものは、以下に述べるように、そのプログ
ラム用の呼出しグラフを生成し、サブプログラムとこれ
らのサブプログラムに含まれる並列部分との間で接続を
確立するために使用される、データ構造に入れられる。

デバッグ管理プログラム２０００は、ユーザとの間のす
べての対話を処理し、呼出しグラフを表示し、ユーザが
選択的な直列化情報を指定することを可能にする。最後
に、バック・エンド３０００及び３００５は、直列化情
報に応じて、部分的にまたは完全に逐次形式の並列プロ
グラム用の目的コードを生成する。

並列プログラミング・システムに対するフロント・エン
ド追加部分１ｏｏｏでは、デバッグ機能は入力プログラ
ムを読み取り、呼出しグラフを生成するために必要な情
報を集める。このフロント・エンド追加部分は情報を２
つのデータ構造、すなわち、サブプログラム・テーブル
及び並列セクション（ｐａｒｓｅｃｔ　）テーブルに入
れる。

基本的に、サブプログラム・テーブルは、プログラムの
呼出しグラフを構成するために必要な情報を含む（呼出
しグラフの一例を第１２図に示す）。この呼出しグラフ
は、直列化情報を表示し、操作するための基準として働
く。サブプログラム・テーブル内のレコードの構造を第
３図に示す。このテーブルの各レコードは、特定のサブ
プログラム用のデータを保持する。フィールド３０１は
、サブプログラムの名前（サブルーチン、機能またはメ
インの名前）を保持する。このサブプログラムを呼び出
す（ｃａｌｌｉｎｇ）サブプログラムの数が、レコード
のフィールド３０２に保持される。フィールド３０３は
、このサブプログラムを呼び出すための、サブプログラ
ム用のサブプログラム・テーブル・インデックス・アレ
イを指すポインタを保７ 持する。より迅速な探索及びより簡単な作表のため、サ
ブプログラム・テーブルに呼出しサブプログラムの名前
ではなく呼出しサブプログラムのインデックスを保持す
ることが好ましい。

上記情報は、プログラム用の呼出しグラフを構成するの
に十分である。さらに、サブプログラム内のコードの並
列セクションの数を保持するフィールド３０５と、ｐａ
ｒｓｅｃｔ　テーブル内のｐａｒｓｅｃｔに対するイン
デックス・アレイを指すポインタを保持するフィールド
３０６がある。タイプ・フィールド（フィールド３０４
）は、ｐａｒｓｅｃｔ　の実行をもたらす可能性のある
サブプログラム（すなわち、ｐａｒｓｅｃｔを含むか、
またはｐａｒｓｅｃｔ　を含む他のサブプログラムを呼
び出すことができるサブプログラム）を識別するために
使用される。直列フラグ（フィールド３０７）は、ユー
ザがサブプログラム全体の直列化を要求したことを示す
ために使用される。終了フラグ（フィールド３０８）は
、コードの並列セクションがあるかどうか探索されたプ
ログラムのセクションを記録するために使用８　− される。このフラグは、第１Ｏ図に関連して以下に説明
するアルゴリズムと一緒に使用される。

ｐａｒｓｅｃｔ　テーブル内のレコードの構造を第４図
に示す。ラベル・フィールド（フィールド４０１）は、
ｐａｒｓｅｃｔを識別する（サブルーチン・テーブル内
のサブプログラムの名前と同様な）ラベルを保持する。

このラベルは、ソース・コード・アドレス空間内のＰａ
ｒｓｅｃｔ位置に応じて発生される。

直列フラグ（フィールド４０２）は、ユーザが現ｐａｒ
ｓｅｃｔの直列化を要求したことを示すために使用され
る。サブプログラムに対するインデックスも維持される
。このインデックス（フィールド４０３）は、現ｐａｒ
ｓｅｃｔが存在するサブプログラム（ｅｎｃｌｏｓｉｎ
ｇ　ｓｕｂｇｒａｐｈ）を参照する。

第１図のフロント・エンド・ステップ１０００の全体的
構造を第５図に示す。フロント・エンドでは、入力ファ
イルからのプログラム・ステートメントがｉ行ずつ読み
取られる（ステップ１１００）。「ファイルの終り」が
検出されると、プログラム全体が読み取られたことを示
す（ステップ１１０６）。プログラム全体が読み取られ
ると、呼出しグラフの並列部分を見つけるアルゴリズム
が実行を開始する（ステップ１６００）。このアルゴリ
ズムについては、後で第１０図に関して説明する。

ステップ１１０６におけるステートメン）・がファイル
の終りでない場合は、それはタイプによって識別され、
当該の処置が講じられる。直列化デバッグ機能をサポー
トするため、以下のステートメント・タイプがフロント
・エンドで解析される。

５ＵＢＲＯＵＴＩＮＥステートメントやＦＵＮＣＴＩ　
ＯＮステートメント等、サブプログラムを開始させるス
テートメント（ステップ１ｌ１０１）ＰＲＯＧＲＡステ
ートメント等、プログラムを開始させるステートメント
（ステップ１１０２） サブルーチンを呼び出すか、または機能ステートメント
を呼び出すステートメント（ステップ１１０３） ｐａｒｓｅｃｔに属する並列構造を含むステートメント
（ステップ１１０４） フロント・エンドでの解析の間、現サブプログラムまた
は主プログラムを表すインデックスが維持されている。

このインデックスは、サブプログラム・テーブル内の現
在走査されているプログラム要素を参照する。

５ＵＢＲＯＵＴＩＮＥステートメント及びＦＵＮＣＴ　
Ｉ　ＯＮステートメントは、第６図に示すように処理さ
れる。まず（ステップ１２０１）サブプログラムの名前
を求めてサブプログラム・テーブルが探索される。サブ
プログラムの名前が見つかった場合は（ステップ１２０
２）、現サブプログラムのインデックスが見つかった項
目にセットされる（ステップ１’２０３）。そうでない
場合は（ステップ１２０４）、新しい項目がサブプログ
ラム・テーブル内で割り振られ、現サブプログラムのイ
ンデックスがセットされる。前処理プログ＼ラムが当該
の５ＵＢＲＯＵＴＩＮＥステートメントまたはＦＵＮＣ
ＴＩ　ＯＮステートメントに出会う前でも、特定のサブ
プログラムに対する項目が１ サブプログラム内で割り振られることがある。これは、
そのサブプログラムに対するＣＡＬＬステートメント、
または機能の呼出しが別のサブルーチンまたは主プログ
ラム中で行なわれたために生じる。

ＰＲＯＧＲＡＭステートメントも同様に処理される（第
７図参照）。ＰＲＯＧＲＡＭステートメントは１度だけ
しか現われないので、常にサブプログラム・テーブル内
に新しい項目を発生する（ステップ１３０１）。この割
振りが行なわれた後、現サブプログラムのインデックス
がセットされる（ステップ１３０２）。

ＣＡＬＬステートメント（または別のステートメントに
組み込まれた機能呼出し）は、第８図に示すように処理
される。まず、呼び出されたサブプログラム（すなわち
、サブルーチンまたは機能）の名前を求めてサブプログ
ラム・テーブルが探索される（ステップ１４０１）。サ
ブプログラムが見つからない場合は（ステップ１４０２
）、サブプログラム・テーブル内にサブプログラムに対
す＝２２ る新しい項目が割り振られる（ステップ１４０３）。サ
ブプログラム・テーブル内でサブプログラムが見つかる
か、または作成された場合は、そのサブプログラムはサ
ブプログラムによって呼び出されているものとしてマー
クされる（ステップ１４０４）。

新しいｐａｒｓｅｃｔ　の始めに出会ったときは、第９
図に示すように処理される。まず、ｐａｒｓｅｃｔに識
別子及びｐａｒｓｅｃｔ　テーブル内の新しい項目が割
り振られる（ステップ１５０１　）　ｏ　ｐａｒｓｅｃ
ｔラベルは、第２Ｂ図に示す並列プログラミング・シス
テムによって生成されるソース・コードのリストに印刷
することができる。ｐａｒｓｅｃｔの外側のサブプログ
ラムのインデックス（第３図のρａｒｓｅｃｔテーブル
・レコードのフィールド４０３参照）カ、現サブプログ
ラムのインデックスにセットされる。

次に、新しいｐａｒｓｅｃｔが現サブプログラムに追加
される（ステップ１５０２）。

入力ファイル全体が処理されたとき、サブプログラム・
テーブルはプログラムの呼出しグラフを構成するのに十
分な情報を有する。ただし、ｐａｒｓｅｃｔの実行を決
してもたらさず、したがってデバッグ機能にとって重要
でないプログラム部分がある。したがって、プログラム
のこれらの部分に対応するグラフのノードはユーザには
示されない。呼出しグラフのこれらのノードは、グラフ
を走査し、各ノードのタイプ・フィールドを適当にセッ
トすることにより識別される。

第１０図は、ｐａｒｓｅｃｔの実行をもたらす可能性が
あるプログラム部分を見つけるアルゴリズムの流れ図で
ある。この図に記述されるアルゴリズムは、この機能を
実現するために呼出しグラフを走査する好ましい方法で
ある。

第１０図に示すアルゴリズムはその実行を制御するため
３つの変数、すなわちＣＨＡＮＧＥ、Ｉ及びＪを使用す
る。変数ＣＨＡＮＧＥは、呼出しグラフに対してアルゴ
リズムを丸々実行しなければならない回数を制御する。

このアルゴリズムは、主プログラム内にネストされてい
るサブプログラムの各レベルごとに実行される。変数■
はプログラムの各サブルーチンを参照するために使用さ
れ、変数Ｊは、サブルーチンＩを呼び出す各サブルーチ
ンを参照するために使用される。

このアルゴリズムはＣＨＡＮＧＥを１に初期設定する（
ステップ１６０１）。ステップ１６０２で、ＣＨＡＮＧ
ＥがＯの値をもつ場合は、ステップ１６２０が実行され
、呼出しグラフの走査が終了する。そうでない場合は、
ステップ１６０４が実行され、変数ＣＨＡＮＧＥがＯに
セットされる。

アルゴリズムの後の部分で、ＣＨＡＮＧＥが再び１にセ
ットされる（ステップ１６１２）場合は、呼出しグラフ
のすべてのレベルが処理されたことを確認するため、ア
ルゴリズムが再び実行される（ステップ１６０２）。

ステップ１６０５で工が１に初期設定される。

アルゴリズムは次に各サブプログラムを次々に調べる（
呼出しサブプログラムを次々に分析するステップ１６０
７．１６０８、及び１６１５）。直列サブプログラムは
無視される（ステップ１６０８）。すへてのサブルーチ
ンが分析された場合５− （ステップ１６０７）、制御はステップ１６０２に移り
、すべての処理が完了された場合はアルゴリズムはステ
ップ１６０２で終了しくステ・ンプ１６２０）　、ＣＨ
ＡＮＧＥが１にセ・ントされた場合は再び実行される。

コードの並列セクションを有し、かつ完全に処理されて
いす、したがって他の点では直列なサブプログラムによ
って呼び出される可能性があるサブルーチンは、ステッ
プ１６０９−１６１４でさらに分析される。分析中のサ
ブルーチンを呼び出す各サブプログラムに対するインデ
ックスは最初に１にセットされ（ステップ１６０９）、
呼出しサブプログラムがすべて処理されるまで（ステッ
プ１８１３）各サブプログラムごとに１ずつ増分され（
ステップ１６１０）、呼出しサブプログラムがすべて処
理された時点て、そのサブルーチンまたは機能は「終了
」とマークされ（ステップ１６１４）、次のサブルーチ
ンまたは機能が分析される（ステップ１４０３ないしス
テップ１６０１及び１ｆ３０７）。並列構造を含むサブ
ルーチンま６ たは機能と出会ったとき、呼出しプログラムは並列であ
るとマークされ、変数ＣＨＡＮＧＥが１にセットされる
（ステップ１６１２）。このようにして、並列性の表示
が、呼出しグラフ内の呼出しサブプログラムの最高レベ
ルまで上向きに伝えられる。

デバッグ管理プログラムの流れ図を第１１図に示す。第
１のステップ２１００で、呼出しグラフが表示される。

呼出しグラフの１例を第１２図に示す。呼出しグラフに
関連した情報を表示するための方法は多数あるが、好ま
しい実施例について説明する。

ハードウェアの好ましい実施例では（第１図）、呼出し
グラフは、Ｘウィンドウ（マサチューセソツエ科大学か
ら無料ライセンスで入手可能）等の図形表示ソフトウェ
ア・システムにより図形表示装置１０９に表示される。

図形表示ソフトウェアは、図形表示装置１０９上でイメ
ージを作成する図形表示ジェネレータ１０７を制御する
ことができる。本発明に関連した図形表示ソフトウェア
、ユーザ・コード及びプログラミングはすべて、第１図
に示すコンピュータ・システム上で走行することができ
る。

サブプログラムは、グラフのノードとして表される。ｐ
ａｒｓｅｃｔ　コードを含むサブプログラムを表すノー
ドは、並列コードと呼ばれる。サブプログラムＸがサブ
プログラムＹによって少なくとも１回呼び出された場合
、グラフで、ノードＸからノードＹに向かう上向きの辺
がある。サブプログラム・テーブル内の対応するサブプ
ログラムに対する項目のインデックスが、呼出しグラフ
のノード上に現れる。

たとえば、第１図に示すマウス・システム１０６等のポ
インティング装置を使用することにより、サブプログラ
ムの名前及びｐａｒｓｅｃｔに対する参照を一時的に表
示することができる。これは、たとえばマウスに関連す
るポインター図形が特定のノード上にあるとき、マウス
をクリックすることによって行なうことができる。プロ
グラマはｐａｒｓｅｃｔ　コードにしか関心がないので
、呼出しグラフの並列ノードのみが表示される。この図
形表示に加えて、サブプログラム・テーブル・インデッ
クスのリストが、対応するサブプログラム名、ラベル及
びｐａｒｓｅｃｔ参照データと共に、印刷装置１０５を
介して並列プログラミング・システムにより提供される
。

デバッグ背伸プログラムの次のステップ（第１１図のス
テップ２２（’！Ｏ）は、第１３図に示すようなグラフ
の直列化された部分を表示することである。最初、デバ
ッグ・セツションが開始したときは、グラフのどの部分
も直列化されていない。

したがって、第Ｉ２図と比較して、呼出しグラフ上で何
も更新されていないはずである。ユーザが直列化の照会
を出し始めると（第１１図のステップ２３００）、直列
化情報が直ちにグラフ上に表示される。

第Ｉ３図で、要求されたサブプログラム直列化の量の指
示が表示される。本発明の好ましい実施例では、２つの
異なる陰影を使用する。一方の陰影は、ユーザがサブプ
ログラム全体の直列化を要２９− 求したときに使用する（たとえば、第１３図のサブプロ
グラムＳ２）。もう一方の陰影は、サブプログラム内の
１つまたは複数のｐａｒｓｅｃｔだけが直列化されると
きに使用する（たとえば、第１３図のサブプログラムＳ
３及び８５）。ユーザが直列化情報を指定し、自分のプ
ログラムをコンパイルして実行することによりデバッグ
・セツションを続行した後、直列化情報は特別ファイル
にセーブされ（第１１図のステップ２４００）　、将来
のデバッグ・セツションの開始時に表示のために使用で
きる。

デバッグ・セツションの前のサイクルからの直列化情報
を有する叶出しグラフが表示されると、ユーザは情報を
調べ゛・二変更する、すなわちプログラムに直列化を加
えるか、またはプロ′Ｆ゛ラムから除去することができ
る。このことはデバッグ管理プログラム中で照会を使っ
て行なわれる（第１１図のステップ２３００）。種々の
照会を呼び出すためにマウス型メニュー構造を使用する
ことができる。別の方法では、第１４図に示すように、
照０ 会を表す一組の簡略記号をユーザが使用できるようにし
ておき、ユーザはキーボードで簡略記号をタイプするこ
とにより照会を呼び出すことができる。照会に関する説
明は次の通りである。

照会２３０１：名前によってサブプログラムを直列化す
る。この照会は、サブプログラム中のすべての並列構造
を直列としてマークする方法を提供する。これは、対応
する項目に対するサブプログラム内の直列フラグをセッ
トすることによって反映される（この項目は、名前をキ
ーとして使ってサブプログラム・テーブルを探索するこ
とにより見つけられる）。

照会２３０２：名前によってサブプログラムを直列化解
除する。この照会は、照会２３０１を使ってセットされ
た直列化を解除し、サブプログラム中のすべての並列構
造を並列にセットする方法を提供する。

照会２３０３：インデックスによってサブプログラムを
直列化する。この照会は、サブプログラム全体を直列と
してマークする方法を提供する。これは、照会中で供給
されたインデックスに対するサブプログラム・テーブル
内の直列フラグをセットすることによって反映される。

照会２３０４：インデックスによってサブプログラムを
直列化解除する。この照会は、照会中で供給されたサブ
プログラム・テーブルに対するインデックスに対して以
前にセットされた直列化を解除する。

照会２３０５　：サブプログラム・テーブル内のそのイ
ンデックスが供給されるサブプログラムの名前を表示す
る。この照会は、表示されるサブプログラムのインデッ
クスと、プログラムのソース・コードに現れる名前の関
係を確立する方法を提供する。

照会２３０６：ラベルによってｐａｒｓｅｃｔを直列化
する。この照会は、照会中でそのラベルが供給されるｐ
ａｒｓｅｃｔを直列化する方法を提供する。

本発明のこの実施例では、ｐａｒｓｅｃｔ　ラベルはソ
ース・プログラム・リストの一部として並列プログラミ
ング・システムによって提供される。

ｐａｒｓｅｃｔは、対応する項目に対するｐａｒｓｅｃ
ｔ　テーブル内の直列フラグをセットすることにより直
列化される（この項目は、ラベルをキーとして使ってｐ
ａｒｓｅｃｔ　テーブルを探索することにより見つけら
れる）。

照会２３０７：ラベルによってｐａｒｓｅｃｔを直列化
解除する。この照会は、照会中でそのラベルが供給され
るｐａｒｓｅｃｔの直列化を解除する方法を提供する。

この照会は照会２３０６に類似しているが、見つかった
項目の直列フラグをクリアする。

照会２３０８：インデックスによってｐａｒｓｅｃｔを
直列化する。この照会は、照会中でｐａｒｓｅｃｔテー
ブル内のそのインデックスが供給される１）ａｒｓｅｃ
ｔの直列化を解除する方法を提供する。

照会２３０９：インデックスによってｐａｒｓｅｃｔを
直列化解除する。この照会は、照会中でｐａｒｓｅｃｔ
テーブル内のそのインデックスが供給されるｐａｒｓｅ
ｃｔの直列化を解除する方法を提供する。

照会２３１０　：　　ｐａｒｓｅｃｔ　テーブル内のそ
のイン３３ デックスが供給されるｐａｒｓｅｃｔのラベルを表示す
る。この照会は、表示されるｐａｒｓｅｃｔ　テーブル
内のｐａｒｓｅｃｔのインテ・ソクスと、プログラムの
ソース・コード中に現れる対応するｐａｒｓｅ。Ｌのラ
ベルの関係を確立する方法を提供する。

照会２３１１：そのインデックスが照会中で供給される
サブプログラムに含まれるすべてのｐａｒｓｅｃｔの状
況（ｐａｒｓｅｃｔのラベル、直列または並列）を表示
する。

照会２３１２：そのインデックスが照会中で供給される
サブプログラム内のすべてのｐａｒｓｅｃｔを直列化す
る。この照会は、サブプログラム内のすべてのｐａｒｓ
ｅｃｔを１つずつ調べることなく、それらを直列化する
好都合な方法を提供する。

照会２３１３：そのインデックスが照会中で供給される
サブプログラム内のすべてのｐａｒｓｅｃｔを直列化解
除する。この照会は、サブプログラム内のすべてのｐａ
ｒｓｅｃｔを１つずつ調べることなく、それらの直列化
を解除する好都合な方法を提供する。

４ 照会２３１４ニブログラムからすべての直列化を除去す
る。

照会２３１５：ＥＸＩＴはユーザとデバッグ管理プログ
ラムの間の連絡を終了させる。デバッグ・セツションの
流れは第１１図のステップ２４００に進む。

ユーザの要求がすべて入力された後（第１１図のステッ
プ２３００）、直列化データのファイルが将来の使用の
ため記憶される（第１１図のステップ２４００、第１５
図参照）。

直列化デバッグ機能５００は、ユーザが指定したｐａｒ
ｓｅｃｔ　コードのコンパイラ直列化を指示することに
より、通常の並列プログラミング・システムの第２Ｂ図
のバック・エンド３００５と共に働く。バック・エンド
処理を示す流れ図を第１６図に示す。

バック・エンドは、入力プログラムをステートメントご
とに２回目に読み取ることにより動作する（第１６図の
ステップ３１００）。「ファイルの終り」が見つかった
場合は（第１６図のステップ３１０１）、コードの生成
が終了する。

ステートメントＰＲＯＧＲＡＭ１ＳＵＢＲＯＵＴＩＮＥ
またはＦＵＮＣＴＩ○ＮのＩつが認識された場合（それ
ぞれ第１６図のボックス３１０２．３１０３．３１０４
）、そのステートメントはサブプログラムの始めとして
処理される（第１６図のステップ３２００）。どの場合
も、処理されたサブプログラムの名前によってサブプロ
グラム・テーブルが探索され、この探索は、このプログ
ラムのインデックスが見つかり（第１７図のステップ３
２０１）、その項目の直列フラグが調べられる（第１７
図のステップ３２０２）まで続けられる。直列フラグが
オンの場合、コンパイラから直列セクションの始めを確
立する特別な命令が出される（第１７図のステップ３２
０３）。この命令は、ｐａｒｓｅｃｔ　コードが１つの
処理によってのみ実行されるよう制限する。これは、ユ
ーザがプログラムのあるセクションの直列化を明示的に
要求するとき、通常の並列プログラミング・システムの
フロント・エンドによって出されるのと同じ命令である
。たとえば、並列実行が省略時解釈であり、直列部分が
明示的に定義されるシステムでは、コードの一セクショ
ンは以下のようになる。

１０　　Ｃ０ＤＥ ２０　５ＥＲＩＡＬ　　ＢＥＧＩＮ ３０　　Ｃ０ＤＥ ４０　５ＥＲＩＡＬ　　ＥＮＤ ５０　　Ｃ０ＤＥ この例では、ステートメント２０及び４０はコードの直
列セクションを明示的に定義する。このシステムでは、
ステップ３２０３で出される命令は、上記の例の行２０
及び４０に示す命令と同じである。

しかし、コンピュータ・システムによっては、省略時解
釈が直列コードの生成であり、並列セクションが明示的
に定義されることもある。たとえば、 １０　　　Ｃ０ＤＥ ２０　　　ＰＡＲＡＬＬＥＬ　　　ＥＮＤ３０　　　Ｃ
０ＤＥ ７− ４０　　　ＰＡＲＡＬＬＥＬ　　　ＢＥＧＩＮ５０　　
Ｃ０ＤＥ この例では、ステートメント２０及び４０はフードの直
列セクションを暗示的に定義する。ステップ３２０３で
出される命令は、上記の例の行２０及び４０で生成され
るコードと同じではないが、コンパイラ直列化に対して
同じ効果を生しる。この種のシステムでは、各並列終了
の前に並列開始があり、各並列開始の後に並列終了がく
るように注意する必要がある。

ＥＮＤステートメントが見つかった場合（第１６図のス
テップ３１０５）、サブプログラムの終りが処理される
（第１６図のステップ３３００）。

まず、現サブプログラムのインデックスに対応するサブ
プログラムの項目が調べられる（第１８図のステップ３
３０１）。現サブプログラムが直列である場合は（第１
８図のステップ３３０２）、直列セクションの終りに対
して特別な命令が作成される（第１８図のステップ３３
０３）。現サブプログラムが直列でない場合は、何も行
なわれな３８− い。

並列構造（ｐａｒａｌｌｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔ）が
見つかった場合は（第１６図のステップ３１０Ｂ）、こ
れらの並列構造が処理される（第１６図のステップ３４
００）。まず、並列構造がｐａｒｓｅｃｔ　の始めに関
するものかどうか検査が行なわれる（第１９図のステノ
ブ３４０１）。そうである場合は、現ｐａｒｓｅｃｔの
インデックスが１だけ増分される（第１９図のステップ
３４０２）。現サブプログラムまたは現ｐａｒｓｅｃｔ
が直列化されている場合は（第１９図のステップ３４０
３及び３４０４）、何も行なわれない。現サブプログラ
ムまたは現ｐａｒｓｅｃｔが直列化されていない場合は
（第１９図のステップ３４０３及び３４０４）、並列構
造に対する特別な命令が作成される（第１９図のステッ
プ３４０５）。

コンパイラはこれらの命令を使って、ソース・コードか
ら目的コードへの変換により、プログラムの実行が１台
のプロセッサ（直列実行）で行なえるか、それとも複数
のプロセッサ（並列実行）で行なえるかを判定する。目
的コードが作成された後、（任意の適当なリンカを使っ
て）リンクされ、実行される。コードの並列セクション
の並列化されたコンパイルの結果が、コードの並列セク
ションの直列化されたコンパイルと比較される。

この比較は、自動的に行なってコンピュータで違いを強
調表示することもでき、またプログラマが手動で行なう
こともできる。結果が異なる場合は、プログラマは、並
列コードに１つまたは複数のエラーがあることに気づく
。呼出しグラフを見ることにより、プログラマは並列コ
ードの特定セクションの直列化を指定し、したがってエ
ラーの位置を限定する機会をもたらすことができる。

Ｅ９発明の効果 本発明の方法を用いると、ユーザかエラーを見つけるた
めプログラムの並列セクションを選択的に直列化するこ
とができる。問題のあるコード部分が識別されると、コ
ードの検査または他の通常の方法（すなわち、区切り点
や事象追跡）によってエラーを見つけることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるデバッグ・システムをサポート
することができるコンピュータ・システムのブロック・
ダイヤグラムである。 第２Ａ図は、従来技術によって定義された並列プログラ
ミング・システムの構造を示す流れ図である。 第２Ｂ図は、本発明の実施例を含む並列プログラミング
・システムの構造を示す流れ図である。 第３図は、第２図に示した並列プログラミング・システ
ムで使用されるサブプログラム・テーブル内のレコード
の形式を示すデータ構造図である。 第４図は、第２図に示した並列プログラミング・システ
ムで使用される並列セクションのテーブル内のレコード
の形式を示すデータ構造図である。 第５図は、第２図に概略的に示した並列プログラミング
・システムのフロント・エンド・セクション内での処理
を記述した流れ図である。 第６図は、第５図に概略的に示した５ＵＢＲＯＵＴＩＮ
Ｅステートメント及びＦＵＮＣＴＩＯＮ１ ステートメントの処理を示す流れ図である。 第７図は、第５図に概略的に示したＰＲＯＧＲＡＭステ
ートメントの処理を示す流れ図である。 第８図は、第５図に概略的に示したＣＡＬＬステートメ
ントの処理を示す流れ図である。 第９図は、第５図に概略的に示したＰＡＲ３ＥＣＴ　　
ＢＥＧＩＮの処理を示す流れ図である。 第１０図は、呼出しグラフの生成を示す流れ図である。 第１王図は、第２図に概略的に示したデバッグ管理プロ
グラム内での処理の流れ図である。 第１２図は呼出しグラフの一例を示す説明図である。 第１３図は、直列化情報をどのように呼出しグラフ上に
表示することができるかについての一例を示す説明図で
ある。 第１４図は、第１１図゛に概略的に示したデバッグ管理
プログラムからの照会のリストである。 第１５図は、構成ファイルの作成を示す流れ図である。 ２− 第１６図は、第２図に概略的に示した並列プログラミン
グ・システムのバック・エンド処理を示す流れ図である
。 第１７図は、第１６図に示したバック、エンド処理での
サブプログラムの開始を示す流れ図である。 第１８図は、第１６図に示したバック・エンド処理での
サブプログラムの終了を示す流れ図である。 第１９図は、第１６図に概略的に示した並列プログラミ
ングのバック・エンド部分での並列構造の処理を示す流
れ図である。 １０１．１０２．１０３・・・・プロセッサ、１０４・
・・・共用メモリ・システム、１０５・・・・入出力バ
ス、１０８・・・・ボインティング・システム、工０７
・・・・図形表示ジェネレータ、１０８・・・・印刷装
置、１０９・・・・図形表示装置、１１０・・・・キー
ボード。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）並列プログラム中のエラーを探し出す方法であっ
   て、 （ａ）上記プログラムの同時に実行できるセクションを
   探し出すステップと、 （ｂ）上記セクション及びそれらの相互関係を表す情報
   を表示するステップと、 （ｃ）表示された情報に応答して、直列化のため上記セ
   クションの少なくとも１つを選択するステップと、 （ｄ）上記の選択されたセクションの直列実行を可能と
   するプログラムの目的コードを発生するステップとを含
   む上記方法。
2. （２）ステップｂが、木グラフの形で上記セクションの
   情報及びそれらの相互関係を表わすステップを含む、特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）プログラムがサブプログラムから成り、特許請求
   の範囲第１項のステップｂがさらに、 （ａ）サブプログラムをノードとして木グラフ上に示す
   ステップと、 （ｂ）ノードＹで表されるサブプログラムが、ノードＸ
   で表されるサブプログラムによって少なくとも１回呼び
   出された場合に、ノードＸからノードＹへの辺を表すス
   テップとを含む、特許請求の範囲第２項に記載の方法。
4. （４）（ｅ）並列プログラムをコンパイルして実行する
   ステップと、 （ｆ）特許請求の範囲第１項のステップｄで生成される
   目的コードを実行するステップと、（ｇ）ステップｅ及
   びステップｆで得られた結果を比較するステップとをさ
   らに含む、特許請求の範囲第３項に記載の方法。
5. （５）並列コードのエラー・セクションの位置が限定さ
   れるまで特許請求の範囲第４項のステップを繰り返すス
   テップをさらに含む、特許請求の範囲第４項に記載の方
   法。
6. （６）サブプログラム全体の直列化が要求されたときに
   表示されるノードに第１の方式で陰影をつけ、直列化の
   ためサブプログラムの特定セクションが要求されたとき
   にノードに第２の方式で陰影をつけるという、特許請求
   の範囲第５項に記載の方法。
7. （７）マルチプロセッサ・コンピュータ・システムから
   成る、並列プログラム内のエラーの位置決定を支援する
   ためのシステムであって、 （ａ）上記プログラムの同時に実行できるセクションを
   探し出す手段と、 （ｂ）上記セクション及びそれらの相互関係を表す情報
   を表示する手段と、 （ｃ）表示された情報に応答して、直列化のため上記セ
   クションの少なくとも１つを選択する手段と、 （ｄ）上記の選択されたセクションの直列実行を可能に
   するプログラムの目的コードを生成するための手段とを
   含む上記システム。
8. （８）上記セクション及びそれらの相互関係を表す情報
   が木構造形式で表示される、特許請求の範囲第７項に記
   載のシステム。