JPH07113902B2 - 並列処理デバッグ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 複数プロセスで並列に実行される処理をデバッグするた
めの制御に関し、 逐次処理によって、並列処理のデバッグを行うことがで
きる、デバッグ制御方法を目的とし、 複数の処理装置によって並列に実行される複数のプロセ
スがあり、該プロセス間でメッセージを授受して進める
ように構成された処理のデバッグにおいて、該各プロセ
スごとに、該プロセスがメッセージ受信待ちのために停
止するまで実行して、該プロセスを待ちプロセス行列に
登録し、該プロセスが発信したメッセージを送信メッセ
ージ行列に発生順に登録し、前記並列実行時に該各プロ
セスごとに記録された、該プロセスの受信メッセージの
受信時刻順に従って、該送信メッセージ行列にあるメッ
セージを逐次取り出し、該待ちプロセス行列の該取り出
したメッセージを受信する該プロセスに該メッセージを
渡して、該プロセスを実行させるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、複数プロセスで並列に実行される処理のデバ
ッグに係り、特に単一の処理装置等による逐次実行によ
って、並列処理のデバッグを行うためのデバッグ制御方
法に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする問題点〕

比較的多数の処理装置を相互に通信できるように接続し
て、複数のプロセスをそれらの処理装置で並列に実行す
るようにした並列処理システムが開発され、画像処理そ
の他の分野において、処理を高速化するための有力な手
段になっている。

このようなシステムにおいて、各処理装置で実行される
プロセスは、互いに独立に処理を進めると共に、必要な
処理時点においてメッセージを他のプロセスに送って、
そのプロセスが分担する処理を開始させ、又別の処理時
点まで進むと、他の必要なプロセスからのメッセージを
待つメッセージ受信待ち状態になって実行を停止し、こ
のようにメッセージの授受によりプロセス間の処理の同
期をとることによって、全体として所期の処理を構成す
るようにする。

第２図は、そのようなプロセス間の状況を３個のプロセ
スの簡単な例で説明する図であり、縦方向に並列する３
線が３処理装置で並列に実行される３プロセス（図の左
からプロセスＡ、Ｂ、Ｃとする）に対応し、図の上から
下へ時間が経過するものとし、太い実線でプロセスの実
行状態、破線で中断状態の期間を表すものとする。

図では、先ずプロセスＢが、システムを起動するメッセ
ージを時刻t₀で受信して実行を開始するものとし、実行
途中の時刻t₁でメッセージm₁をプロセスＡに送信するこ
とにより、プロセスＡが起動される。時刻t₂でプロセス
Ａはメッセージm₂を送信してプロセスＣを起動する。

プロセスＢは時刻t₃でメッセージ待ちのために実行を停
止して中断状態になる。

プロセスＣが時刻t₄でメッセージm₃をプロセスＢに送信
して中断状態となるので、こゝでプロセスＢは再び実行
を開始するが、時刻t₅で再び中断状態に入る。

この間プロセスＡは実行を続け、時刻t₆でメッセージm₄
を送ってプロセスＢを起動させ、時刻t₇でメッセージ受
信待ちのため中断状態になる。

このようなシステムで、プログラムのエラー等による障
害が発生した場合には、その状態を再現するようにプロ
セスを実行して、その過程のメッセージ授受及び処理内
容を詳細に点検することにより、障害の原因となる処理
部分を摘出する、いわゆるデバッグ作業が必要になる。

従来の、逐次処理のみで並列処理の無い処理の場合につ
いては、前記のような障害原因探索作業のために、公知
のように、実行経過のトレース、ステップ動作、特定状
態での停止、その時の処理装置のレジスタ、メモリ等の
内容のチェック、その他の機能を備えた、いわゆるデバ
ッガが準備され、これを利用して効率よくデバッグを行
うことができる。しかし、並列処理システムでは、その
ようなデバッガを有効に利用することができず、デバッ
グ作業が困難であるという問題がある。

本発明は、逐次処理によって、並列処理のデバッグを行
うことができる、デバッグ制御方法を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明の構成を示す処理の流れ図である。

図は計算機のデバッグ制御部が、並列処理プロセスを逐
次実行するための処理の流れを示し、１〜８は処理ステ
ップである。

〔作 用〕

並列処理のデバッグにおいて、先ず処理ステップ１で最
初に実行するプロセスを決定し、その実行環境の初期設
定をし、処理ステップ２でそのプロセスを実行する。

プロセスがシステムの制御を要求すると、処理ステップ
３で識別して、他のプロセスへのメッセージ送信要求で
あれば、処理ステップ４に分岐してそのメッセージを送
信メッセージ行列に登録し、処理ステップ２に戻ってプ
ロセスの実行を継続する。

他のプロセスからのメッセージ受信のためのメッセージ
待ちであれば、処理ステップ５でそのプロセスの実行を
中断して、待ちプロセス行列に登録し、処理ステップ６
で次に実行するプロセスを決定する。

処理ステップ６では、送信メッセージ行列の先頭のメッ
セージの宛先プロセスに、その宛先のメッセージで、並
列処理実行時に記録したメッセージ履歴のメッセージ受
信時刻順に従って最も早く受信したメッセージを取り出
す。

処理ステップ７で、そのメッセージを実行プロセスに渡
して、処理ステップ２のプロセス実行に戻る。

このようにして、プロセスを逐次実行し、処理ステップ
３で実行していたプロセスが終了した場合には、処理ス
テップ８で送信メッセージ行列にメッセージがあるか識
別し、あれば処理ステップ６へ進み、無ければデバッグ
のための制御を終了する。

以上の処理方法により、並列処理のデバッグを、各プロ
セスを逐次実行することによって進めることができる。

〔実施例〕

並列処理の実行で前記のように何等かの障害が発生した
ために、原因を探索する場合には、同じ状況で同じ処理
を再実行し、その間に各プロセスにおいて、授受したメ
ッセージをメッセージ履歴に記録する。

メッセージ履歴は、各プロセスが送信したメッセージの
例えば宛先プロセス名とメッセージ識別名、及び受信し
たメッセージの送信元プロセス名とメッセージ識別名
を、それらの送信、受信の発生時刻順に配列した記録と
する。

逐次形計算機で実行する並列処理デバッグ制御部は、第
１図の処理ステップ１でシステムを起動するメッセージ
を受信する等によって最初に実行する予定のプロセスを
決定し、その実行環境を設定し、その他のプロセスを待
ちプロセス行列につなぐ等の初期設定をして、処理ステ
ップ２でそのプロセスを実行する。

実行中のプロセスについては、逐次処理のための各種デ
バッグ機能を使用して、トレースを取り、或いは必要な
ステップで停止させて、その時の状態を調査する等を行
うことができる。

プロセスは必要なサービス機能をシステムの管理機能部
に要求するので、その要求をデバッグ制御部で受け付け
て処理ステップ３で識別し、他のプロセスへのメッセー
ジ送信要求であれば、処理ステップ４に分岐してそのメ
ッセージを送信メッセージ行列につなぎ、処理ステップ
２に戻ってプロセスの実行を継続する。

送信メッセージ行列は、このようにして実行したプロセ
スから送信するメッセージの、宛先プロセス名、送信元
プロセス名、メッセージ名、メッセージ等を、メッセー
ジの発生時刻順に登録する構成の行列として、デバッグ
制御部が設けるものである。

プロセスのサービス要求が、他のプロセスからのメッセ
ージ受信のためのメッセージ待ちであれば、処理ステッ
プ５でそのプロセスの実行を止めて中断状態とし待ちプ
ロセス行列に登録する。

待ちプロセス行列は、中断状態のプロセスを中断の発生
時刻順につなぐ構成の行列として、デバッグ制御部が設
けるものである。

処理ステップ５の処理により、実行するプロセスが無く
なるので、処理ステップ６で送信メッセージ行列を調べ
て、送信メッセージ行列の先頭のメッセージの宛先プロ
セスを次に実行するプロセスとし、そのプロセスの受信
するメッセージを次のように決定する。

即ち、そのプロセス宛に１メッセージのみ送信メッセー
ジ行列にある場合はそのメッセージ、複数のメッセージ
があり、同一送信元のメッセージのみであれば、送信メ
ッセージ行列の先着順に１メッセージを取り出す。

異なる送信元が複数ある場合には、並列処理実行時にそ
のプロセスにおいて記録した前記のメッセージ履歴を参
照して、そのメッセージ受信時刻順で最も早い順序のメ
ッセージに送信元が合致するメッセージを行列から取り
出す。

以上のようにメッセージを選択すれば、逐次実行におい
ても、各プロセスの受信するメッセージには、並列処理
の場合と同一の時間順序を保存することができる。

処理ステップ７で、取り出したメッセージをプロセスに
渡し、処理ステップ２のプロセス実行に戻る。

このようにして、プロセスを逐次実行し、処理ステップ
３で実行していたプロセスの終了を識別した場合には、
処理ステップ８で送信メッセージ行列にメッセージがあ
るか識別し、あれば処理ステップ６へ進み、無ければデ
バッグのための制御を終了する。

第３図は第２図に示した並列処理例を、本発明のデバッ
グ制御方法で逐次実行する場合の状況を説明する図であ
る。図は第２図と同様に上から下へ時間が経過するもの
とし、太い実線でプロセスが連続して実行される期間を
示し、各実線に付記するプロセス名は第２図におけるプ
ロセスＡ〜Ｃに対応する。なお、t₀〜t₇は第２図におけ
る時刻を説明のために示すものである。

第２図の状況に従って、プロセスＢを先ず実行すると、
実行途中の時刻t₁でメッセージm₁をプロセスＡに送信す
るので、メッセージm₁が送信メッセージ行列に登録され
る。

プロセスＢは時刻t₃でメッセージ待ちのために実行を停
止して中断状態になるので、待ちプロセス行列に登録さ
れる。

従って、こゝで送信メッセージ行列を見ると、プロセス
Ａ宛のメッセージm₁のみ登録されているので、メッセー
ジm₁を行列から取り出してプロセスＡに渡し、プロセス
Ａを起動する。

時刻t₂でプロセスＡはメッセージm₂をプロセスＣ宛に送
信するので、メッセージm₂が送信メッセージ行列に登録
される。

続いてプロセスＡは実行を続け、時刻t₆でメッセージm₄
をプロセスＢへ送るので、メッセージm₄が送信メッセー
ジ行列のメッセージm₂の後につながれる。プロセスＡは
時刻t₇でメッセージ受信待ちのため中断状態になって、
待ちプロセス行列にプロセスＢと共に登録される。

従って、こゝで送信メッセージ行列の先頭のメッセージ
m₂がその宛先のプロセスＣに渡されて、プロセスＣが実
行され、プロセスＣは、時刻_４でメッセージm₃をプロセ
スＢに送信して中断状態となるので、メッセージm₃は送
信メッセージ行列のメッセージm₄の後につながれ、プロ
セスＣは待ちプロセス行列に登録される。

従って送信メッセージ行列が調べられ、先頭のメッセー
ジm₄の宛先であるプロセスＢが次の実行プロセスになる
が、この場合送信メッセージ行列には同じプロセスＢ宛
で送信元の異なるメッセージm₃もあるので、プロセスＢ
のメッセージ履歴が調べられる。

プロセスＢのメッセージ履歴は、第２図から明らかなよ
うに、メッセージm₃を受信し、その後メッセージm₄を受
信する順序に記録されているはずなので、送信メッセー
ジ行列からは、後につながれているメッセージm₃が先に
取り出されてプロセスＢに渡され、プロセスＢが実行さ
れる。

プロセスＢは時刻t₅で再び中断状態に入るが、送信メッ
セージ行列を見ると、先頭にプロセスＢ宛のメッセージ
m₄があるので、メッセージm₄を受け取って再び実行す
る。

以上の処理方法により、並列処理の各プロセスにおける
メッセージ受信順序を、並列実行時の順序に保存して、
１プロセスづつ逐次実行することができるので、逐次実
行によって処理内容の論理的矛盾を生じることが無い。

従って、このようにして逐次実行することにより、従来
からある豊富なデバッグ機能を有効に利用して、並列処
理のデバッグを効率よく進めることができる。

〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように本発明によれば、複数プ
ロセスで並列に実行される処理のデバッグにおいて、そ
れらのプロセスを逐次実行してデバッグすることができ
るので、逐次処理のデバッグ機能を有効に利用して、並
列処理のデバッグ作業効率を向上することができるとい
う著しい工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す処理の流れ図、 第２図は並列処理を説明する図、 第３図は逐次実行を説明する図 である。 図において、 １〜８は処理ステップ を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の処理装置によって並列に実行される
   複数のプロセスがあり、該プロセス間でメッセージを授
   受して進めるように構成された処理を、単一の処理装置
   により実行してデバッグするに際し、 予め、該複数の処理装置によって該処理を実行した場合
   の、各該プロセスごとの受信メッセージの受信時刻順の
   記録を作成して保持し、 該各プロセスごとに、該プロセスがメッセージ受信待ち
   のために停止するまで実行して、該プロセスを待ちプロ
   セス行列に登録し（５）、 該プロセスが発信したメッセージを送信メッセージ行列
   に発生順に登録し（４）、 １の該プロセスがメッセージ受信待ちとなった場合に
   は、該送信メッセージ行列の先頭のメッセージを受信す
   るプロセスを次に実行するプロセスとして、該待ちプロ
   セス行列から取り出し、 当該プロセスの該受信時刻順の記録により受信時刻の最
   も早いメッセージを該送信メッセージ行列から該プロセ
   スに渡して、該プロセスを実行させる（２）ように構成
   されていることを特徴とする並列処理デバッグ制御方
   法。