JPH07191875A - デバッガー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】デバックのターゲットプログラムを１ステップ
実行する度に、現在実行中のステップの命令により変更
のあったレジスタ、メモリ、プログラムカウンタ等の情
報をロギング情報として記憶していき、現ステップから
スタートステップの方向へバックトレース要求がされた
時、記憶されたロギング情報をもとにして１ステップづ
つ前ステップ（後方）の状態を再現していく事によって
目的のステップにおける状態を再現し再実行を可能とす
る。 【効果】本発明は、直接現ステップから任意のステップ
へ実行状態を移行し、メモリの値、及びレジスタの値を
参照し、再実行することが可能であるため、デバッグ作
業の効率の向上によるデバッグ作業時間の大幅な短縮と
いう効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ソフトウェアのデバッ
グを行うため、命令の実行状態をバックトレースするこ
とが可能なデバッガーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のソフトウェアのデバッガーは、図
２の示すようにプログラム保持手段２とトレース実行手
段１と実行状態保持手段３により構成される。実行状態
保持手段３に保持された、現在の変数値や次に実行すべ
きステップの位置等の情報に従って、トレース実行手段
１がプログラム保持手段２より取り込んだ次の実行ステ
ップの命令を実行する。その結果を実行状態保持手段３
に書き込むことで、プログラムの実行を１ステップ毎に
トレースすることが可能である。実行プログラムの実行
経路のトレース方法として命令トレース方式があり特開
昭６１−２８３９３７号公報を参照できる。この技術は
分岐が成立した時点でのプログラムカウンター値をスタ
ック形式の分岐情報保持手段４に保持する。さらにセグ
メンテーション方式をとっている処理系では、セグメン
トレジスタの値などのセグメント情報を前記スタック形
式の分岐情報保持手段４に同時に記憶し、スタックの内
容を取り出す。これにより、過去に実行された命令の経
路をトレースすることができた。しかし、この方式は以
下に述べる理由から、現在のステップの実行状態から直
接１ステップづつさかのぼり過去の実行状態を再現する
ことはできない。従来のデバッガーにおいて、過去に実
行が行われたステップでのプログラム実行状態を再現す
る手段としては、プログラム先頭ステップから再実行す
ることのみであり、実行中の現ステップ直前のステップ
の実行状態を再現するだけでも、プログラムの先頭ステ
ップから実行しなければならず、このオーバーヘッドが
プログラムのデバッグ効率を低下させていた。

【０００３】従来の命令トレース方式によるデバッガー
によって取得できる情報は、分岐時点でのプログラムカ
ウンターのアドレス値とセグメント情報、つまりプログ
ラムの道筋と、現ステップにおけるプログラム実行状
態、そして実行プログラムである。これらの情報だけで
は過去に実行状態の再現は現在のステップから直接再現
することはできない例を指摘する。

【０００４】図３を参照すると、汎用レジスタＡに数値
ａ、汎用レジスタＢに数値ｂが格納されていることを現
在ステップでの実行状態とし、これに一般的なＣＰＵに
存在する転送命令例えば、（レジスタＡからレジスタＢ
への転送命令）を実行すると、図４のとおりレジスタＢ
の値はｂからａに変更される。逆に図４の状態から転送
命令が行われる以前の図３の状態へ再現することを考察
する。現在の実行状態は図４のとおり汎用レジスタＡに
数値ａ、汎用レジスタＢに数値ａが格納されている。プ
ログラムの道筋がわかっているので直前に実行された命
令がレジスタＡからレジスタＢへの転送命令と判明でき
ることは明白である。しかし、どの様な命令が行われた
か判明しても図３の変更前のレジスタＢの情報がどこに
も存在しないので、レジスタＢにどのような値が格納さ
れていたかを知る事はできないということになる。つま
り過去の実行状態の再現は現在のステップから直接再現
することはできない。ここでレジスタＢの値がステップ
毎に記憶されていれば再現は可能となるが、現実にはレ
ジスタは複数あり、さらにメモリにおいては一般的には
膨大な量なので、処理系におけるすべてのレジスタや、
プログラムカウンター、メモリ等の実行状態をステップ
毎に記憶することは現実的でない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的なプログラムの
デバッグ作業は、そのプログラムの持つ全ての実行ルー
トすなわち、プログラム中に存在する全ての分岐命令の
全ての分岐方向の組み合わせによって決まる膨大な命令
実行順序を、１つ１つテストしていく事により行われて
いる。従来のデバッガによるデバッグの方法は、あるル
ートのテストを行う場合、プログラムの先頭より、１ス
テップずつトレースを進行させ、その途中に現れる分岐
命令の１つ１つにテストすべきルートに合う条件を設定
していく事で行っていた。しかし、次に別のルートのテ
ストを行おうとした場合、たとえそのルートで設定すべ
き分岐条件が直前のテストで設定した物の最後の１つだ
けが異なっていたとしても、再度先頭からトレースを行
う必要があった。このため、プログラム規模の増大とと
もにテストすべきルートが急増すると再実行にともなう
オーバーヘッドにデバッグ工数の大部分を消費すること
になり、効率を低下させていた。

【０００６】本発明の目的は、スタートステップからス
テップ毎にレジスタや、メモリ、プログラムカウンタ等
の情報において変更のあったものに限り、変更履歴情報
としてデバッガーによってエントリーされたスタック構
造の記憶装置に蓄積していき、そのエントリーされたス
タックに蓄積された変更履歴情報を基に、前ステップの
実行状態を再現し、かつ前ステップからの再実行を可能
とする事によってデバッグ作業効率の向上によるデバッ
グ作業時間の大幅な短縮が可能となるようなデバッガー
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のデバッガーは、
デバッグの対象となる実行プログラムを保持するプログ
ラム保持手段と、このプログラム保持手段で保持された
プログラムを１ステップづつ実行するトレース実行手段
と、このトレース実行手段の実行状態を保持する実行状
態保持手段と、トレース実行手段により変更される実行
状態保持手段の変更履歴を保持する変更履歴保持手段
と、トレース実行手段から１ステップ毎に出力される実
行状態保持手段への書込信号と実行状態保持手段の保持
する状態より変更履歴を作成する実行出力抽出手段と、
変更履歴保持手段５に記憶されている変更履歴より実行
状態保持手段の１ステップ前の状態を再現する変更履歴
書込手段６とを有する。

【０００８】

【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【０００９】図１を参照すると、本発明の一実施例は、
デバッグの対象となる実行プログラムを保持するプログ
ラム保持手段２と、このプログラム保持手段２に保持さ
れたプログラムを１ステップづつ実行するトレース実行
手段１と、このトレース実行手段１の実行手段を保持す
る実行状態保持手段３と、トレース実行手段１により変
更される実行状態保持手段３の変更履歴を保持する変更
履歴保持手段５と、トレース実行手段１から１ステップ
毎に出力される実行状態保持手段３への書込信号と実行
状態保持手段３の保持する状態より変更履歴を作成する
実行出力抽出手段４と、変更履歴保持手段５に記憶され
ている変更履歴より実行状態保持手段３の１ステップ前
の状態を再現する変更履歴書き込み手段６とを含む。

【００１０】トレース実行手段１は実行状態保持手段３
の持つ現在の実行状態とプログラム保持手段２に記憶さ
れている実行プログラムを読み込んで１ステップ分の実
行を行い、その結果を実行出力抽出手段４を通って実行
状態保持手段３に書き込む。

【００１１】プログラム保持手段２はデバッグ対象とな
る実行プログラムを記憶していて、前記トレース実行手
段１の要求により、任意のステップの実行命令を前記ト
レース実行手段１に渡すことができる。

【００１２】実行状態保持手段３はデバッグ対象となる
実行プログラムが利用するレジスタやメモリ、プログラ
ムカウンタ等の、現ステップにおける状態が記憶されて
いて、トレース実行手段１および実行出力抽出手段４が
自由に読み出すことができる。

【００１３】実行出力抽出手段４は、トレース実行手段
１から通知された現ステップの実行結果すなわち実行状
態保持手段３上の書き換えるべき位置および値より、実
行状態保持手段３上の書き換えるべき位置の状態値、す
なわち変更前の値を読込、変更履歴保持手段５に変更履
歴として記憶させ、その上で実行状態保持手段３に前記
現ステップの実行結果を書込む。

【００１４】変更履歴保持手段５は、後入れ先出しのス
タック構造をもつ記憶装置で、実行出力抽出手段４から
通知された変更履歴を記憶し、変更履歴書込手段６から
の要求により出力する。

【００１５】変更履歴書込手段６は、バックトレース要
求が生じた時にのみ動作し、変更履歴保持手段５の１番
最後に記憶された変更履歴を読出し、その内容を実行状
態保持手段３に書き込む。

【００１６】本発明の特徴である、前ステップの実行状
態の再現は、実行出力抽出手段４と変更履歴保持手段
５、および変更履歴書込手段６により実現される。

【００１７】この装置におけるフォワードトレースは、
先ずトレース実行手段１が実行状態保持手段３に記憶さ
れているプログラムカウンタの値を読込み、その値を基
に、プログラム保持手段２から実行すべきステップの命
令を読出す。ここで、実行状態保持手段３のプログラム
カウンタの値は次に実行すべきステップの命令が格納さ
れているプログラム保持手段２上の位置を示している。
トレース実行手段１は読出した命令を実行するため実行
状態保持手段３に記憶されているレジスタ、メモリ等必
要な内容を読込み、実行し、実行結果を変更のあったメ
モリ、レジスタの位置と値として実行出力抽出手段４に
通知する。実行出力抽出手段４は通知された実行結果よ
り作成した変更履歴を変更履歴保持手段５に記憶させた
後、実行状態保持手段３に実行結果を記憶させるため、
通知された実行結果をそのまま実行状態手段３へ出力す
る。この手順を繰り返すことにより、目的のステップま
でのフォワードトレースを実現する。

【００１８】１ステップ前の実行状態を再現する手順と
して、変更履歴書込手段６は、変更履歴保持手段５に記
憶されている１番最後に記憶された変更履歴を読込み、
読出された変更履歴に記述されている復元すべきプログ
ラムカウンタやレジスタ、メモリ等の位置と内容を実行
状態保持手段３に書込むことで、１ステップ前の実行状
態を再現する。なぜなら、変更履歴書込手段６により書
き換えられた実行状態保持手段３に記憶されている情報
は１ステップ前の情報と完全に同一であり、この状態で
前記フォワードトレースの手順が行われると、トレース
実行手段１は復元された実行状態保持手段３のプログラ
ムカウンタとレジスタ、メモリの値により命令を実行す
るため、これは１ステップ前にトレース実行手段１が行
った事を繰り返すこととなるからである。この手順を繰
り返すことで目的の実行ステップまでバックトレースを
行うことが可能となる。

【００１９】

【発明の効果】プログラムのデバッグ作業は、そのプロ
グラムの持つ全ての実行ルートすなわち、プログラム中
に存在する全ての分岐命令の全ての分岐方向の組み合わ
せによって決まる膨大な命令実行順序を、１つ１つテス
トしていく事により行われている。従来のデバッガによ
るデバッグの方法によれば、あるルートのテストを行う
場合、プログラムの先頭より、１ステップずつトレース
を進行させ、その途中に現れる分岐命令の１つ１つにテ
ストすべきルートに合う条件を設定していく事で行って
いて、次に別のルートのテストを行おうとした場合、た
とえそのルートで設定すべき分岐条件が直前のテストで
設定した物の最後の１とだけが異なっていたとしても、
再度先頭からトレースを行う必要があったが、本発明で
あるデバッガーにおいては、スタートステップから現ス
テップの間の任意のステップの状態に現ステップから直
接トレースし実行状態を再現し、かつそのステップから
の再実行ができるので、わざわざスタートステップから
再実行することなく、任意のステップにおけるレジスタ
の値やメモリの値を参照することができ、かつ実行プロ
グラム内の別の実行ルートの迅速なデバッグが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す図である。

【図２】従来のデバッガーの構成図である。

【図３】従来のデバッガーの説明図である。

【図４】従来のデバッガーの説明図である。

【符号の説明】

１ トレース実行手段 ２ プログラム保持手段 ３ 実行状態保持手段 ４ 実行出力抽出手段 ５ 変更履歴保持手段 ６ 変更履歴書込手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デバッグの対象となる実行プログラムを
   保持するプログラム保持手段と、 このプログラム保持手段で前記プログラムを１ステップ
   づつ実行するトレース実行手段と、このトレース実行手
   段の実行状態を保持する実行状態保持手段３を有するデ
   バッガーにおいて、 前記トレース実行手段により変更される実行状態保持手
   段の変更履歴を保持する変更履歴保持手段と、 前記トレース実行手段から１ステップ毎に出力される実
   行状態保持手段への書込信号と実行状態保持手段の保持
   する状態より変更履歴を作成する実行出力抽出手段と、 前記変更履歴保持手段５に記憶されている変更履歴より
   実行状態保持手段の１ステップ前の状態を再現する変更
   履歴書込手段とを有することを特徴とするデバッガー。