JPH05233364A

JPH05233364A - ブレークポイント設定方式

Info

Publication number: JPH05233364A
Application number: JP4069815A
Authority: JP
Inventors: Koichi Takeda; 浩一武田; Yuichi Yoshida; 裕一吉田; Teruhiko Ohara; 輝彦大原; Osamu Yamashita; 修山下
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1993-09-10
Anticipated expiration: 2012-09-17
Also published as: JP2653411B2

Abstract

(57)【要約】【目的】命令を書き換えずに多数のブレークポイント
の設定を可能とする。【構成】まず、ブレークポイント設定ルーチンＢは、
指定された複数のブレークポイントＢＰ１、ＢＰ２、Ｂ
Ｐ３のうち、プログラム実行の特定のタイミングで、次
に検出されるフレームポイントを予測し、そのアドレス
をブレークポイントレジスタ１に設定する。即ち、プロ
グラムの実行に従って次に現われるブレークポイントを
予測し、これに従ってブレークポイントレジスタ１を入
換える。これにより、１個のブレークポイントレジスタ
１で複数のブレークポイントを支援する。ここに、ブレ
ークポイントを予測し、ブレークポイントレジスタ１の
設定を行なうタイミングは、デバッグ対象プログラムＰ
の実行開始直前、ブレークポイント検出時及び分岐時に
行なう。分岐の検出は分岐トレース機構３による。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるデバッガ等の
プログラムデバッグ支援ツールにおける、命令の実行を
途中で停止するためのブレークポイント設定方式に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、多くのデバッグ支援システムにお
いて、命令実行のブレークポイント機能が備えられてい
る。プログラムのデバッグにおいて、命令実行のブレー
クポイント機能は、有効であり、多くのデバッグ支援シ
ステムに組み込まれている。この機能は、デバッグ対象
プログラムにおいて、指定した命令で実行を停止させる
ものである。このような機能は、プログラムのデバッグ
において、有用である。この機能を用いる場合、ユーザ
は、予め実行を停止させたい命令を指定しておいてか
ら、デバッグ対象プログラムを実行させる。これによ
り、デバッグ対象プログラムは、指定された命令で実行
が停止する。その際、オペレータは、必要ならば、その
停止した時点でのレジスタやメモリの値を調べたり変更
したりすることができる。その後、また、その停止した
時点からプログラムの実行を再開することができる（例
えば、「情報科学辞典」岩波書店第１刷、1990年p.65
5 “ブレークポイント”参照）。ブレークポイント機能
の実現方法として、次の (1)〜(3) のような方法があ
る。

【０００３】(1)指定された命令をトラップ命令で置き
換える。即ち、トラップ命令が検出されると、トラップ
が発生し、トラップ処理ルーチンを経由してデバッグ支
援プログラムに制御が渡り、ユーザにその旨が通知され
る。実行の再開が指示されると、置き換えられた元の命
令の実行をシミュレートした後、制御を元に戻す（例え
ば、飯塚、田中「ソフトウェア指向アーキテクチャ」
オーム社第１版1985年p,212 “命令の実行に関する割
出し”参照）。この方法には、複数のブレークポイント
を設定できるという特徴がある。

【０００４】(2)ハードウェアにブレークポイントレジ
スタを設ける。ブレークポイントレジスタ（ＢＰＲ）
は、実行を停止させたい命令のアドレスを保持するレジ
スタである。このレジスタで指定される命令が検出され
ると、トラップが発生し、トラップ処理ルーチンを経由
してデバッグ支援プログラムに制御が渡り、ユーザにそ
の旨が通知される。実行の再開が指示されると、制御が
元に戻される（例えば、「３２ビット・マイクロプロセ
ッサ」日経マグロウヒル社p.178 参照）。この方法は、
以下の(a)、(b) の特徴を持つ。 (a)デバッグ対象プログラムを変更する必要がない。 (b)命令の実行をシミュレートする必要がない。

【０００５】(3)命令毎にブレークポイントを制御する
フラグを用意する。このフラグがセットされている命令
が検出されると、トラップが発生し、トラップ処理を経
由してデバッグ支援プログラムに制御が渡り、ユーザに
その旨が通知される。実行の再開が指示されると、制御
が元に戻される（例えば、「MC68020 ユーザーズ・マニ
ュアル 2nd Edition」Motorola Inc., 1989 ＣＱ出版p.
80参照）。この方法は、以下の(a)、(b) の特徴を持つ。 (a)複数のブレークポイントを設定できる。 (b)命令の実行をシミュレートする必要がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た (1)〜(3) の従来の技術には、次のような問題があっ
た。即ち、(1)には、次の(a)、(b) のような問題があっ
た。 (a)ブレークポイントを設定するために元のプログラム
を書き直す必要がある。従って、プログラムが読み出し
専用メモリなどに書き込まれていて、プログラムの書き
換えができない場合、ブレークポイントの設定ができな
い。 (b)ブレークポイントからプログラムの実行を再開する
ためには、書き換えられた元の命令の実行をシミュレー
トする必要がある。このため、以下の(ア)、(イ)の問題が
あった。

【０００７】(ア)プログラムカウンタ相対アドレッシン
グモード等を使う命令の場合、プログラムカウンタの値
が元のプログラムの実行状態とは異なるため、正しくシ
ミュレートするには多くの命令を必要とする。 (イ)特権モードなどのプロセッサの状態が、元のプログ
ラムの実行状態と異なることがある場合、元のプログラ
ムの状態ではその命令の実行が許可されていないときで
もそれが検出できない。

【０００８】また、(2)には、次のような問題があった。
ハードウェアで用意できるブレークポイントレジスタの
数には限りがあるため、その数を超えるブレークポイン
トを設定できない。例えば、ブレークポイントレジスタ
の数が４つの場合は、最大４つのブレークポイントしか
同時に監視できない。そして、(3)には、次の(a)、(b) の
ような問題があった。 (a)ブレークポイントを設定するために元のプログラム
中の命令のフラグを書き直す必要がある。従って、(1)
(a)と同様に、プログラムが読み出し専用メモリなどに
書き込まれていて、プログラムの書き換えができない場
合、ブレークポイントの設定ができない。 (b)命令にブレークポイントを制御するフラグが備わっ
ている特殊なプロセッサ以外のプロセッサには適用でき
ない。

【０００９】本発明は、以上の点に着目してなされたも
ので、従来の (1)〜(3) の各方法の問題点を解決し、以
下の (A)〜(D) の特徴を保ちつつ、デバッグ支援システ
ムが命令実行のブレークポイントを実現できるブレーク
ポイント設定方式を提供することを目的とするものであ
る。 (A)任意の複数個数のブレークポイントを設定できる。 (B)デバッグ対象プログラムを書き換える必要がない。 (C)命令の実行をシミュレートする必要がない。 (D)命令自身に特別な機構を設ける必要がない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のブレークポイン
ト設定方式は、複数の命令から成るプログラム中で、指
定された各命令で当該プログラムの実行をそれぞれ停止
させる複数のブレークポイントを用意し、当該ブレーク
ポイントのアドレスのうちのいずれかを保持する少なく
とも１つのレジスタと、当該レジスタに保持されたアド
レスに存在する命令の実行に対応して割込みを要求する
ブレークポイント検出機構とを用意するとともに、前記
プログラム中の連続したアドレスに存在する命令を順次
実行する途中で、不連続な他のアドレスに分岐する分岐
命令が出現した場合に、当該分岐命令の実行後に割込み
を要求する分岐トレース機構を用意し、前記プログラム
のデバッグのため、当該プログラムの実行を開始する場
合には、実行開始アドレス以上で、且つ、当該実行開始
アドレスに最も近いブレークポイントのアドレスを前記
レジスタに設定し、前記プログラムのブレークポイント
での停止後、当該プログラムの実行を再開する場合に
は、実行再開アドレスより大きく、且つ、当該実行再開
アドレスに最も近いブレークポイントのアドレスを前記
レジスタに設定し、前記プログラムの実行の途中で前記
分岐トレース機構により分岐が検出された場合には、分
岐先アドレス以上で、且つ、当該分岐先アドレスに最も
近いブレークポイントのアドレスを前記レジスタに設定
することにより、前記プログラムの実行の途中で、実行
される先の命令を順次前記レジスタに設定することを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明のブレークポイント設定方式において
は、まず、ブレークポイント設定ルーチンは、指定され
た複数のブレークポイントのうち、プログラムの実行の
特定のタイミングで、次に検出されるフレームポイント
を予測し、そのアドレスをブレークポイントレジスタに
設定する。即ち、プログラムの実行に従って次に現われ
るであろうブレークポイントを予測し、これに従ってブ
レークポイントレジスタを入換える。これにより、１個
のブレークポイントレジスタで複数のブレークポイント
を支援する。ここに、ブレークポイントを予測し、ブレ
ークポイントレジスタの設定を行なうタイミングは、デ
バッグ対象プログラムの実行開始直前、ブレークポイン
ト検出時及び分岐時に行なう。分岐の検出は分岐トレー
ス機構による。

【００１２】また、ブレークポイントの予測は、次の性
質を利用することにより、行なう。即ち、分岐が起きな
い限りは、実行される命令のアドレスは、順次増加す
る。従って、次のブレークポイントのアドレスは、現在
の命令実行アドレスより大きいブレークポイントアドレ
スのうち、最小のアドレスを持つものである。この予測
は、プログラムの実行開始直前及びブレークポイント検
出時に適用する。分岐が起きたときは、分岐先の命令ア
ドレス以上のブレークポイントアドレスのうちで最小の
アドレスを持つものを次のブレークポイントと予測す
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は、本発明の方式を適用した装置の実
施例のブロック図である。本発明の方式を実現するため
の装置は、ブレークポイントレジスタ１と、ブレークポ
イント検出機構２と、分岐トレース機構３と、ブレーク
ポイント設定ルーチンＢとから構成される。ブレークポ
イントレジスタ１は、１個設けられている。尚、このブ
レークポイントレジスタ１は、少なくとも１個設けられ
るものであり、２個以上いくつあってもよい。ブレーク
ポイント検出機構２は、ブレークポイントレジスタ１に
より指定された命令が検出されたとき、又は実行された
ときに割込みを要求する。分岐トレース機構３は、分岐
が起きたときに割込みを要求する機構である。ブレーク
ポイント設定ルーチンＢは、ブレークポイントレジスタ
１にブレークポイントのアドレスを設定するためのルー
チンである。

【００１４】図において、割込み処理ルーチンＴは、デ
バッグ支援プログラムＤによって対象プログラムＰのデ
バッグを行なう。対象プログラムＰは、デバッグの対象
となるプログラムであり、ブレークポイントＢＰ１、Ｂ
Ｐ２、ＢＰ３を有する。ブレークポイントＢＰ１、ＢＰ
２、ＢＰ３は、デバッグを途中で停止させるアドレスを
示す。これらのアドレスは、所定の記憶領域に格納され
ている。

【００１５】一方、デバッグ支援プログラムＤは、デバ
ッグのための各種ルーチンの集合体である。この中に
は、ブレークポイント設定ルーチンが含まれている。ブ
レークポイント設定ルーチンＢは、対象プログラムＰ上
のブレークポイントＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３を設定する
ためのルーチンである。このブレークポイント設定ルー
チンは、デバッグ支援プログラムＤ内で実行されるサブ
ルーチンから成る。

【００１６】上述したブレークポイントＢＰ１、ＢＰ
２、ＢＰ３は、デバッグ支援プログラムＤを使って対象
プログラムＰのデバッグを行なっているユーザが指定す
る。指定されたすべてのブレークポイントＢＰ１、ＢＰ
２、ＢＰ３のアドレスは、デバッグ支援プログラムＤの
使用する記憶領域に蓄えられているものとする。例え
ば、３個のブレークポイントＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３が
設定されていて、アドレスは、この順に大きくなってい
るものとする。次に、上述した装置の動作を説明する。
まず、ユーザが、ブレークポイントＢＰ１、ＢＰ２、Ｂ
Ｐ３を設定してから、デバッグ支援プログラムＤに対象
プログラムＰの実行を指示する。すると、ブレークポイ
ントレジスタ１に設定されたブレークポイントによる割
込み及び分岐トレース機能を有効にして、デバッグ支援
プログラムＤから割込み処理ルーチンＴを経由して対象
プログラムＰへ制御が移される。

【００１７】ブレークポイントレジスタ１で指定される
ブレークポイントＢＰ１、ＢＰ２又はＢＰ３が検出され
たときは、割込み処理ルーチンＴを経由してデバッグ支
援プログラムＤに制御が渡される。ユーザがデバッグ支
援プログラムＤに対象プログラムＰの実行再開を指示し
たときは、ブレークポイント設定ルーチンＢを実行して
から割込み処理ルーチンＴを経由して対象プログラムＰ
に制御が渡される。分岐トレース機構３により分岐が検
出されたときは、割込み処理ルーチンＴを経由してブレ
ークポイント設定ルーチンＢに制御が渡され、その実行
後、割込み処理ルーチンＴを経由して対象プログラムＰ
に制御が戻される。

【００１８】ここでは、ブレークポイントレジスタ１で
指定されるブレークポイントが検出された場合、その命
令を実行する前に割込み処理ルーチンＴに制御が移るも
のとする。従って、ブレークポイントの命令から実行が
再開される。また、分岐トレース機構３により分岐が検
出された場合は、その分岐を引き起こした命令の実行が
完了した後に割込み処理ルーチンＴに制御が移るものと
する。従って、分岐先の命令から実行が再開される。ブ
レークポイントレジスタ１で指定される命令が分岐を引
き起こす場合は、ブレークポイントが優先される。割込
み処理ルーチンＴから戻ってくるときの実行再開アドレ
スは、特別なレジスタ又はスタックに格納されていて、
デバッグ支援プログラムＤから知ることができるものと
する。次に、ブレークポイント設定ルーチンにおける処
理手順について説明する。

【００１９】図２は、対象プログラムＰの実行を再開す
る場合の処理手順を説明するフローチャートである。ま
ず、ブレークポイントの個数を調べる（ステップＳ１、
Ｓ２）。そして、ブレークポイントの個数が“０”でな
く、“１”でもないときは、ブレークポイントレジスタ
による割込み、分岐トレース機能が、プログラムの実行
が開始されるとき([1]-(1)) に有効になるようにする
（ステップＳ３、[1]-(1)) 。次に、ブレークポイントレ
ジスタに実行開始アドレス以上で、且つ当該実行開始ア
ドレスに最も近いブレークポイントを探す（ステップＳ
４）。図１の場合は、これは、ブレークポイントＢＰ１
である。従って、ブレークポイントレジスタには、ブレ
ークポイントＢＰ１のアドレスを設定する（ステップＳ
５、[2]-(1)、(2)）。

【００２０】一方、ブレークポイントが指定されていな
いときは、ブレークポイントレジスタによる割込み、及
び、分岐トレース機能が無効になるようにしておく（ス
テップＳ８）。また、ブレークポイントが１つだけ指定
されているときは、ブレークポイントレジスタによる割
込みのみを有効にし、従って、分岐トレースを無効にす
る（ステップＳ６）。そして、ブレークポイントレジス
タには、そのブレークポイントを設定する（ステップＳ
７）。

【００２１】図３は、ブレークポイントで中断された実
行を再開する場合の処理手順を説明するフローチャート
である。まず、実行再開アドレスを得る（ステップＳ１
１、[2]-(3)、(4)、(5)）。次に、実行再開アドレスより大
きく、且つ、それに最も近いブレークポイントを探す
（ステップＳ１２）。その次に、該当するブレークポイ
ントがあるかどうかを調べる（ステップＳ１３）。そし
て、そのブレークポイントのアドレスをブレークポイン
トレジスタに設定する（ステップＳ１４）。例えば、ブ
レークポイントＢＰ１から実行を再開する場合は、ブレ
ークポイントＢＰ２を設定する。該当するブレークポイ
ントが見つからなかった場合は、ブレークポイントレジ
スタの変更は行なわない。

【００２２】図４は、分岐が検出された場合の処理手順
を説明するフローチャートである。まず、実行再開アド
レスを得る（ステップＳ２１、[2]-(3)、(4)、(5)）。そし
て、この場合、実行再開アドレスが分岐先アドレスにな
っているので、実行再開アドレス以上で、且つ当該実行
再開アドレスに最も近いブレークポイントを探す（ステ
ップＳ２２、[3]-(1)、(2)、(3)、(4)）。次に、該当するブ
レークポイントがあるかどうかを調べる（ステップＳ２
３）。そして、そのブレークポイントのアドレスをブレ
ークポイントレジスタに設定する（ステップＳ２４）。
例えば、図１に示すように、ブレークポイントＢＰ１と
ＢＰ２との間で分岐命令を実行し、ブレークポイントＢ
Ｐ２とＢＰ３との間にあるアドレスＬに分岐したとする
と、このときはブレークポイントＢＰ３を設定する。一
方、該当するブレークポイントが見つからなかった場合
は、ブレークポイントレジスタの変更は行なわない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のブレーク
ポイント設定方式によれば、少なくとも１つのレジスタ
に複数のブレークポイントアドレスを順次設定していく
ようにしたので、次のような効果がある。 (A)デバッグ対象プログラムを書き直す必要がないた
め、読み出し専用メモリ上のプログラムに対してもブレ
ークポイントが設定できる。 (B)ブレークポイントの命令をシミュレートする必要が
ないため、命令シミュレートのためのルーチン及びデー
タ領域を不要とすることができる。 (C)任意の複数個数のブレークポイントを設定すること
ができる。 (D)プログラムの実行状態が通常の動作時と同じにでき
る。従って、命令自身に特別なフラグ等の機構を設ける
必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレークポイント設定方式の実施例の
説明図である。

【図２】対象プログラムＰの実行を開始する場合の処理
手順を説明するフローチャートである。

【図３】中断された実行を再開する場合の処理手順を説
明するフローチャートである。

【図４】中断された実行を再開する場合の処理手順を説
明するフローチャートである。

【符号の説明】

１ブレークポイントレジスタ２ブレークポイント検出機構３分岐トレース機構Ｐ対象プログラムＴ割込み処理ルーチンＤデバッグ支援プログラムＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３ブレークポイント

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山下修東京都港区虎ノ門１丁目７番12号沖電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の命令から成るプログラム中で、指
定された各命令で当該プログラムの実行をそれぞれ停止
させる複数のブレークポイントを用意し、当該ブレークポイントのアドレスのうちのいずれかを保
持する少なくとも１つのレジスタと、当該レジスタに保
持されたアドレスに存在する命令の実行に対応して割込
みを要求するブレークポイント検出機構とを用意すると
ともに、前記プログラム中の連続したアドレスに存在する命令を
順次実行する途中で、不連続な他のアドレスに分岐する
分岐命令が出現した場合に、当該分岐命令の実行後に割
込みを要求する分岐トレース機構を用意し、前記プログラムのデバッグのため、当該プログラムの実
行を開始する場合には、実行開始アドレス以上で、且
つ、当該実行開始アドレスに最も近いブレークポイント
のアドレスを前記レジスタに設定し、前記プログラムのブレークポイントでの停止後、当該プ
ログラムの実行を再開する場合には、実行再開アドレス
より大きく、且つ、当該実行再開アドレスに最も近いブ
レークポイントのアドレスを前記レジスタに設定し、前記プログラムの実行の途中で前記分岐トレース機構に
より分岐が検出された場合には、分岐先アドレス以上
で、且つ、当該分岐先アドレスに最も近いブレークポイ
ントのアドレスを前記レジスタに設定することにより、前記プログラムの実行の途中で、実行される先の命令を
順次前記レジスタに設定することを特徴とするブレーク
ポイント設定方式。