JPH05100897A - 命令トレース方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロセッサ内のトレース機能構成を簡単なも
のにできる、各種の命令トレースにプロセッサが応じら
れる、処理時間を短くできる命令トレース方式を実現す
る。 【構成】 複数の操作フィールド中にシーケンス制御フ
ィールドＳを有する命令を取扱うプロセッサ１を用い
る。オブジェクト５を構成する全て又は一部の命令のシ
ーケンス制御フィールドＳに、当該命令がトレース対象
の命令であることを表す情報「ｂｒａ＊＋１」を挿入す
る。プロセッサ１内のステータスレジスタ４に命令トレ
ースを実行するか否かを表すトレースビット４ａを設け
る。そして、トレースビット４ａがセットされている状
態で、主メモリ２から取出された命令のシーケンス制御
フィールドＳに、情報「ｂｒａ＊＋１」を挿入されてい
るときにトレース例外を発生させて命令トレース処理ル
ーチン６を実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサによる命令
の実行状態をトレースする命令トレース方式に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータシステムの複雑化、取扱う
情報の多様化、コンピュータシステムの利用形態の多様
化、利用者の拡大等によって、プログラムが複雑かつ多
大なものとなることが多く、そのため、デバッグの重要
性が増大してきている。例えば、オブジェクトプログラ
ムのデバッグを行なうには、オブジェクトプログラムが
どのように実行されるかを確認することを要し、そのた
め命令の実行状態をトレースすることも行われている。

【０００３】命令トレースをソフトウェアだけで対応し
て行なうことは、本来のオブジェクトプログラムを大き
く書き直すことになり、そこで、命令トレースを支援で
きるプロセッサが既に提案されている。このようなプロ
セッサでは、内部のステータスレジスタのスーパバイザ
部分のビットをトレース制御用ビットとして使用してお
り、トレース制御用ビットを操作することで命令をトレ
ースする例外を発生して命令トレース処理ルーチンを実
行させるようになされている。

【０００４】このようなプロセッサとしては、命令毎の
トレース機能だけを有するもの（例えばＭＣ６８０００
プロセッサ）と、命令毎のトレース機能及び分岐毎のト
レース機能（プログラムカウンタが書き替えられた場合
にトレースする機能）を有するもの（例えばＭＣ６８０
２０プロセッサ）とがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ユーザが命令トレース
の方法を選択できるという点で、命令毎のトレース機能
及び分岐毎のトレース機能を有するプロセッサが好まし
い。

【０００６】しかしながら、このようなプロセッサで
は、２種類のトレース機能をサポートしているため、プ
ロセッサ内の構成が複雑になっていた。

【０００７】また、実際上、ユーザが任意の命令だけを
選択的にトレースすることを希望することがある。上述
したプロセッサによってかかる要求に応じようとする
と、命令毎のトレース機能を用いて命令毎にトレース例
外を発生させ、命令トレース処理ルーチンにおいてその
命令がトレースすべき命令であるか否かを判断し、肯定
的な場合にトレースを実行することになる。しかし、こ
の方法によれば、命令毎にトレース例外が生じるので、
処理時間のオーバヘッドが大きくなることを避けること
ができない。

【０００８】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、プロセッサ内のトレース機能構成を簡単なも
のとすることができる、各種の命令トレースにプロセッ
サが応じられる、しかも、処理時間を短くできる命令ト
レース方式を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明においては、複数の操作フィールド中にシー
ケンス制御フィールドを有する命令を取扱うプロセッサ
を用い、命令トレース対象のオブジェクトプログラムを
構成する全て又は一部の命令のシーケンス制御フィール
ドに、当該命令がトレース対象の命令であることを表す
情報を挿入し、プロセッサ内のステータスレジスタに命
令トレースを実行するか否かを表すトレースビットを設
け、トレースビットがセットされている状態で、主メモ
リから取出されたオブジェクトプログラムの命令のシー
ケンス制御フィールドに、当該命令がトレース対象命令
であることを表す情報が挿入されているときに命令トレ
ースを実行することとした。

【００１０】

【作用】本発明は、複数の操作フィールド中にシーケン
ス制御フィールドを有する命令を取扱うプロセッサを前
提とする。命令毎の当該命令がトレース対象であるか否
かを明確化するために、命令トレースの実行対象のオブ
ジェクトプログラムを構成する全て又は一部の命令のシ
ーケンス制御フィールドに、当該命令がトレース対象の
命令であることを表す情報を挿入する。また、むやみに
トレースを実行することを防止するために、プロセッサ
内のステータスレジスタに命令トレースを実行するか否
かを表すトレースビットを設ける。そして、トレースビ
ットがセットされている状態で、主メモリから取出され
た命令のシーケンス制御フィールドに、当該命令がトレ
ース対象命令であることを表す情報が挿入されていると
きに命令トレースを実行する。

【００１１】従って、命令毎のトレースは、トレースビ
ットをセットすると共に、オブジェクトプログラムを構
成する全ての命令のシーケンス制御フィールドに、トレ
ース対象の命令であることを表す情報を挿入することで
実現できる。また、分岐毎のトレースは、トレースビッ
トをセットすると共に、オブジェクトプログラム中の分
岐命令のシーケンス制御フィールドに、トレース対象の
命令であることを表す情報を挿入することで実現でき
る。さらに、命令を選択してのトレースは、トレースビ
ットをセットすると共に、オブジェクトプログラム中の
選択命令のシーケンス制御フィールドに、トレース対象
の命令であることを表す情報を挿入することで実現でき
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明による命令トレース方式の一実
施例を図面を参照しながら詳述する。図１がこの実施例
の説明図である。

【００１３】図１において、システムとしては、プロセ
ッサ１と主メモリ２とがバス３を介して接続されて構成
されている。

【００１４】プロセッサ１は、複数の操作フィールドで
構成されていてその中の１個の操作フィールドがシーケ
ンス制御フィールドである命令を取扱うＬＩＷ（Long I
nstruction Word ）タイプのプロセッサである。このプ
ロセッサ１内のステータスレジスタ４の所定位置の１ビ
ット４ａは、トレースを実行するか否かを示すトレース
ビットである。このトレースビット４ａは、命令トレー
スの種類に関係なく、命令トレースを実行する際にセッ
トされるものである。なお、このトレースビット４ａの
セット又はリセットは、一般的な方法である命令操作に
よって実行される。

【００１５】主メモリ２は、オブジェクトプログラム５
や命令トレース処理ルーチン６を格納している。オブジ
ェクトプログラム５及び命令トレース処理ルーチン６を
構成する各命令は、上述したように、シーケンス制御フ
ィールドＳを有する。シーケンス制御フィールドＳに
は、本来の分岐命令であるか否かに関係なく、その命令
を分岐命令であることを指示すると共に分岐先命令が次
命令であることを表す情報「ｂｒａ＊＋１」又は次の命
令に移行する命令であること（分岐処理を実行しないこ
と）を表す情報「ｎｏｐ」のいずれかが挿入される。従
って、いずれの情報が挿入されていても、オブジェクト
プログラム５の各命令の実行順序は変わらない。

【００１６】なお、命令トレース処理ルーチン６を構成
する全ての命令のシーケンス制御フィールドＳには、情
報「ｎｏｐ」を挿入する。これは、命令トレース処理ル
ーチン６の実行時における命令トレースを防止するため
である。

【００１７】プロセッサ１（例えばそのシーケンス制御
部）は、トレースビット４ａがリセットされていると
き、すなわち、命令トレースがディスエーブルされてい
るときには、主メモリ２から取出した命令のシーケンス
制御フィールドＳの情報に関係なく、トレース例外を発
生させずにその命令を普通に実行する。他方、プロセッ
サ１は、トレースビット４ａがセットされているとき、
すなわち、命令トレースがイネーブルされているときに
は、主メモリ２から取出した命令のシーケンス制御フィ
ールドＳの情報に応じて処理を変える。シーケンス制御
フィールドＳの情報が「ｎｏｐ」のときには、トレース
例外を発生させずにその命令を普通に実行する。シーケ
ンス制御フィールドＳの情報が「ｂｒａ＊＋Ｎ」のとき
には、その命令を実行し、トレース例外を発生させて命
令トレース処理ルーチン６を実行させ、命令トレース処
理ルーチン６の実行終了時に分岐先命令の取出しを行な
う。

【００１８】なお、オブジェクトプログラム５を作成す
る際には、各命令のシーケンス制御フィールドＳには情
報「ｎｏｐ」を挿入して作成する。

【００１９】例えば、デバッグのために、このように作
成されたオブジェクトプログラム５の実行時に、命令毎
にトレースを実行させる場合には、まず、オブジェクト
プログラム５の全ての命令のシーケンス制御フィールド
Ｓの情報を「ｂｒａ＊＋１」に書き替える。次に、ステ
ータスレジスタ４内のトレースビット４ａをセットさせ
る。その後に、シーケンス制御フィールドＳを書き替え
たオブジェクトプログラム５を起動する。従って、この
場合には、全ての命令のシーケンス制御フィールドＳに
情報「ｂｒａ＊＋１」が挿入されており、かつ、トレー
スビット４ａがセットされているので、プロセッサ１は
各命令毎にトレース例外を発生させて命令トレースを実
行させる。

【００２０】なお、図１におけるオブジェクトプログラ
ム５は、この場合における書き替えられた内容を示して
いるものである。

【００２１】また、例えば、デバッグのために、作成さ
れたオブジェクトプログラム５の実行時に、分岐毎にト
レースを実行させる場合には、まず、オブジェクトプロ
グラム５内の各分岐命令のシーケンス制御フィールドＳ
の情報を「ｂｒａ＊＋１」に書き替える。次に、ステー
タスレジスタ４内のトレースビット４ａをセットさせ、
オブジェクトプログラム５を起動する。従って、この場
合には、シーケンス制御フィールドＳに情報「ｂｒａ＊
＋１」が挿入されている分岐命令が取出されたときに、
プロセッサ１はトレース例外を発生させて命令トレース
を実行させる。

【００２２】さらに、例えば、デバッグのために、作成
されたオブジェクトプログラム５の実行時に、任意の命
令について選択的にトレースを実行させる場合には、ま
ず、オブジェクトプログラム５内のその任意の命令のシ
ーケンス制御フィールドＳの情報を「ｂｒａ＊＋１」に
書き替える。次に、ステータスレジスタ４内のトレース
ビット４ａをセットさせ、オブジェクトプログラム５を
起動する。従って、この場合には、シーケンス制御フィ
ールドＳに情報「ｂｒａ＊＋１」が挿入されている任意
の命令が取出されたときに、プロセッサ１はトレース例
外を発生させて命令トレースを実行させる。

【００２３】なお、全て又は一部の命令のシーケンス制
御フィールドＳに情報「ｂｒａ＊＋１」が挿入されてい
るオブジェクトプログラム５を実行するときでも、ステ
ータスレジスタ４のトレースビット４ａをリセットして
おくことにより、命令トレースを禁止することができ
る。

【００２４】従って、上述の実施例によれば、本来分岐
命令でない命令のシーケンス制御フィールドにも分岐命
令であることを表す情報を適宜挿入すると共に、プロセ
ッサ内のステータスレジスタにトレースビットを設け、
トレースビットがセットされている状態において取出さ
れた命令のシーケンス制御フィールドに分岐命令である
ことを表す情報が挿入されていると命令トレースを実行
するようにしたので、命令毎のトレースや分岐毎のトレ
ースや任意の命令を選択したトレース等をプロセッサ内
の共通のトレース構成によって実現することができる。
すなわち、従来よりプロセス内の命令トレース構成を簡
単にでき、しかも、各種の命令トレース方法に応じられ
る。

【００２５】また、トレース対象以外の命令でトレース
例外が発生することがなく、命令トレース時間を短くす
ることができる。特に、命令を任意に選択してトレース
を実行する場合には、従来との比較からかかる効果は大
きい。

【００２６】なお、上述の実施例においては、ＬＩＷタ
イプのプロセッサを利用するものを示したが、ＶＬＩＷ
（Very Long Instruction Word）タイプのプロセッサを
利用するものにも本発明を適用することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
操作フィールド中にシーケンス制御フィールドを有する
命令を取扱うプロセッサを用い、命令トレース対象のオ
ブジェクトプログラムを構成する全て又は一部の命令の
シーケンス制御フィールドに、当該命令がトレース対象
の命令であることを表す情報を挿入し、プロセッサ内の
ステータスレジスタに命令トレースを実行するか否かを
表すトレースビットを設け、トレースビットがセットさ
れている状態で、主メモリから取出された命令のシーケ
ンス制御フィールドに、トレース対象命令であることを
表す情報を挿入されているときに命令トレースを実行す
るようにしたので、プロセッサ内のトレース機能構成を
簡単なものとすることができる、各種の命令トレースに
プロセッサが応じられる、しかも、処理時間を短くでき
る命令トレース方式を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の命令トレース方式の説明図である。

【符号の説明】

１…プロセッサ、２…主メモリ、４…ステータスレジス
タ、４ａ…トレースビット、５…オブジェクトプログラ
ム、６…命令トレース処理ルーチン、Ｓ…シーケンス制
御フィールド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 輝彦 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の操作フィールド中にシーケンス制
   御フィールドを有する命令を取扱うプロセッサを用い、 命令トレース対象のオブジェクトプログラムを構成する
   全て又は一部の命令のシーケンス制御フィールドに、当
   該命令がトレース対象の命令であることを表す情報を挿
   入し、 上記プロセッサ内のステータスレジスタに命令トレース
   を実行するか否かを表すトレースビットを設け、 トレースビットがセットされている状態で、主メモリか
   ら取出されたオブジェクトプログラムの命令のシーケン
   ス制御フィールドに、当該命令がトレース対象命令であ
   ることを表す情報を挿入されているときに命令トレース
   を実行することを特徴とした命令トレース方式。