JPH07210421A - スレッド環境におけるデバッグ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】スレッド環境において書込保護領域への書込に
よる不具合をデバッグする際、該書込保護領域の１つと
してスタック領域を設定し、複数のスタックの書込保護
管理を適切に行うことにより、前記不具合に対する有効
なデバッグを行うことができる。 【構成】スレッド環境で、書込保護領域への書込による
不具合をデバッグする際、書込保護領域の１つとしてス
タック領域を設定し、スレッドのディスパッチ時に、ア
クティブになるスレッドのスタック領域に対して書込保
護を解除するとともに、ディアクティブになるスレッド
のスタック領域に対して書込保護を行う。そして、書込
保護されているスタック領域への書込による不具合を検
出し、該不具合を有効にデバッグする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スレッド環境で、特定
部分への書込が起きた不具合をデバッグするスレッド環
境におけるデバッグ方法に関し、特に、特定部分をスタ
ック領域とした場合のスレッド環境におけるデバッグ方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スレッド環境において書込保護を
用いてデバッグする場合、該書込保護領域への書込命令
の実行の存在により不具合を検出し、該書込命令をエミ
ュレートをすることにより、デバッグを行っていた。

【０００３】このエミュレートによるデバッグとは、書
込保護領域への書込命令が実行されたものと仮定してそ
の後の処理を行わせるものであり、この場合、スタック
ポインタ、プログラムカウンタ等の複雑な変更処理を行
う必要があり、デバッグ処理の工数が大であり、手間と
時間がかかっていた。

【０００４】ここで、スレッド環境とは、タスクすなわ
ちプロセスをさらに分割した実行単位であるスレッド同
士が互いに独立して並列に実行することが可能な環境を
いう。特に、このスレッド環境においては、同一アドレ
ス空間を複数のスレッドが走行する。

【０００５】なお、特開平４−１４５５４４号公報に
は、デバッグのためにブレークするスレッドに対応する
ブレークポイント判定回路にブレークポイントアドレス
を設定し、スレッドの実行の切り替え時に次に実行する
スレッドの識別子をレジスタに設定し、デコーダを通じ
て該スレッドに対応するブレークポイント判定回路が選
択され、該スレッドのブレークポイントの判定は前記選
択されたブレークポイント判定回路によって行うデバッ
グ装置が記載され、これにより、目的とするスレッドが
目的とするブレークアドレスに到達した時のみに実機の
実行がブレークされる。

【０００６】また、特開平３−７００５４号公報には、
ユーザの所定の操作が行われたときのみ一定時間、記憶
手段の書込禁止を解除することにより、メモリプロテク
ト制御の簡略化と確実化を可能とした電子機器が記載さ
れている。

【０００７】さらに、特開昭６２−２３２０５４号公報
には、スタックフレーム記述子を、スタックフレームが
形成される主記憶上のセグメントとは異なり、かつプロ
シージャによる書込がオペレーティング・システムによ
る記憶保護機能に基づき禁止されているセグメント内で
管理する構成が記載されており、これによれば、ハード
ウェアによる既存の記憶保護機能をそのまま利用してス
タックフレーム記述子を誤書込から有効に保護すること
ができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従
来、スレッド環境において書込保護を用いてデバッグす
る場合、該書込保護領域への書込命令の実行の存在によ
り不具合を検出し、該検出した箇所のデバッグ処理を行
っていた。

【０００９】ところで、複数のスレッドが使用するスタ
ック領域を書込保護領域に設定する場合、スレッド環境
においては、複数のスレッドが同一アドレス空間を走行
するため、複数のスレッドが使用するスタックに対する
書込保護の設定は、頻繁にアクティブになったり、ディ
アクティブになったりするため、正常な書込保護の設定
と書込保護の解除の設定は、容易ではないという問題点
があった。

【００１０】なお、特開昭６２−２３２０５４号公報に
記載されたスタックフレーム記述子の管理方式では、オ
ペレーティング・システムの記憶保護機能を用いてスタ
ックフレーム記述子を保護しているが、スタックを複数
有するスレッド環境に対応するものではない。

【００１１】そこで、本発明は、かかる問題点を除去
し、スレッド環境において書込保護領域への書込による
不具合をデバッグする際、該書込保護領域の１つとして
スタック領域を設定し、複数のスタックの書込保護管理
を適切に行うことにより、前記不具合に対する有効なデ
バッグを行うことができるスレッド環境におけるデバッ
グ方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、スレッド環境
で、書込保護領域への書込による不具合をデバッグする
スレッド環境におけるデバッグ方法において、前記書込
保護領域の１つとしてスタック領域を設定し、スレッド
のディスパッチ時に、アクティブになるスレッドのスタ
ック領域に対して書込保護を解除するとともに、ディア
クティブになるスレッドのスタック領域に対して書込保
護を行うことを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明では、スレッド環境で、書込保護領域へ
の書込による不具合をデバッグする際、前記書込保護領
域の１つとしてスタック領域を設定し、スレッドのディ
スパッチ時に、アクティブになるスレッドのスタック領
域に対して書込保護を解除するとともに、ディアクティ
ブになるスレッドのスタック領域に対して書込保護を行
う。

【００１４】これにより、書込保護されているスタック
領域への書込による不具合を検出することができ、該不
具合を有効にデバッグすることができる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図１は、スレッド環境でのアドレス空間
を示す図である。このアドレス空間は図示しないメモリ
のアドレス空間であり、この同一アドレス空間には複数
のスレッドが走行している。

【００１６】図１において、アドレス空間１には、テキ
スト領域１ａ、データ領域１ｂ、スタック領域１ｃ、キ
ュー領域１ｄ、ディスパッチャ１ｅを有している。

【００１７】テキスト領域１ａには、実行されるスレッ
ドが書込保護されているか否かを検出し、さらにこの書
込保護された領域がスタック領域か否かを検出する検出
ルーチン２を有している。

【００１８】スタック領域１ｃには、複数のスレッドに
対応したスタックＳ１〜Ｓｎを有している。このスタッ
ク領域Ｓ１〜Ｓｎは、対応するスレッドがアクティブで
ないときに書込保護される。

【００１９】キュー領域１ｄには、イベント待ちのスレ
ッドを格納するキューであるイベント待ちキュー３ａ、
イベント待ちでないスレッドを格納するキューであるラ
ンキュー（実行（ＲＵＮ）キュー）３ｂ、およびデバッ
グ処理を行うデバッガ４を有している。

【００２０】ディスパッチャ１ｅは、複数のスレッドの
切り替えを行うものであり、このディスパッチャ領域に
は、現在のプログラムカウンタの値や現在使用している
スタックのスタックポインタ等の現況情報であるコンテ
キストが格納されているコンテキスト領域５、およびス
タックがディアクティブになるときに一時的な作業スタ
ックとなる作業スタック６を有している。

【００２１】また、オペレーティング・システム（Ｏ
Ｓ）１０は、図示しないＣＰＵ等のハードウェアとの間
の各種処理の管理を行う。

【００２２】上述したように、このアドレス空間１内に
は複数のスレッドが走行して並列に処理されることにな
るが、この複数のスレッドの切り替えはディスパッチャ
１ｅにより処理される。このディスパッチャ１ｅによる
複数のスレッドの切替処理について、以下説明する。

【００２３】図２は、ディスパッチャ１ｅによる複数の
スレッドの切替処理およびスタックの書込保護処理手順
を示すフローチャートである。図２において、ディスパ
ッチャ１ｅは、現在、ディスパッチされているスレッド
のプログラムカウンタやスタックポインタ等のコンテキ
ストをコンテキスト領域５に格納する（ステップ１０
０）。そして、現在ディスパッチされているアクティブ
なスレッドはランキュー３ｂに格納され、現在ディスパ
ッチされておらず、イベント待ちのスレッドはイベント
待ちキュー３ａに格納される（ステップ１０１）。その
後、ディスパッチャ１ｅは、次にディスパッチされるス
レッドは、現在アクティブなスレッドと同じか否かを判
断する（ステップ１０３）。すなわち、同じスタックを
続けて使用するか否かを判断する。

【００２４】ステップ１０３で、次にディスパッチされ
るスレッドが現在アクティブなスレッドと同じでない場
合、すなわち異なるスタックを使用する場合は、次にデ
ィスパッチされるスレッドをランキュー３ｂから選択
し、このスレッドのスタックの書込保護を解除する（ス
テップ１０４）。そして、現在アクティブなスレッドの
スタックを作業用スタック６に切り替える（ステップ１
０５）。これにより、現在アクティブなスレッドは、ス
タック領域の自己のスレッドのスタックから、作業スタ
ック６に切り替えられ、残りの処理がある場合に、この
作業用スタックにおいてスタックを行うことになる。さ
らに、この作業用スタックへの移行後、移行前の現在ア
クティブなスレッドのスタックを書込保護する（ステッ
プ１０６）。そして、現在アクティブなスレッドから、
次のディスパッチされるスレッドにディスパッチされる
（ステップ１０７）。

【００２５】一方、ステップ１０３で、次にディスパッ
チされるスレッドが現在アクティブなスレッドと同じ場
合は、ステップ１０７に移行し、そのままの状態を維持
し、次のディスパッチされるスレッドにディスパッチさ
れる。

【００２６】このようにして、ディスパッチャは、スレ
ッドのディスパッチと、ディスパッチされる前後のスレ
ッドのスタックの書込保護および書込保護の解除をスレ
ッドの実行に影響を与えずに、しかも、できる限りアク
ティブでないスレッドのスタックを書込保護状態に設定
している。

【００２７】次に、このディスパッチに伴う書込保護と
書込保護の解除の切り替え要領を具体的に説明する。

【００２８】図３は、スレッドのディスパッチに伴う書
込保護状態の変化を示す図である。ここで、スレッドＡ
は、現在アクティブなスレッドであり、スレッドＢは次
にディスパッチされるスレッドであり、スレッドＡとス
レッドＢは、同じスタックを使用する同じスレッドでな
いとする。

【００２９】図３において、時点１〜５の順序で説明す
ると、まず時点１において、スレッドＡは、現在アクテ
ィブであるため、このスレッドＡのスタックは書込保護
が解除されている。一方、スレッドＢは、次にディスパ
ッチされるもので、ディアクティブであるため、スレッ
ドＢのスタックは書込保護の状態となっている。

【００３０】時点２において、スレッドＡからスレッド
Ｂにディスパッチされるため、スレッドＢのスタックの
書込保護は解除される。

【００３１】時点３においては、スレッドＡが使用する
スタックが、作業用スタックに切り替えられ、スレッド
Ａはこの作業用スタックを使用する。

【００３２】次の時点４においては、スレッドＡのスタ
ックは使用されていないため、書込保護に再設定され
る。

【００３３】これにより、スレッドＡからスレッドＢへ
のディスパッチに伴って、それぞれのスレッドのスタッ
クの使用に支障なく、スレッドＡのスタックとスレッド
Ｂのスタックの状態が逆転されるもとなり、ディアクテ
ィブなスレッドの書込保護状態が維持されることにな
る。

【００３４】次に、書込保護領域に対する書込命令が生
じるという不具合に対するデバッグ処理について説明す
る。図４は、検出ルーチン２による書込保護領域に対す
る書込の不具合を検出した場合のデバッグ指示処理手順
を示す図である。図４において、検出ルーチン２は、ス
レッドのアクセス例外が生じた場合に、このアクセス例
外が書込保護状態であるスタック領域であるか否かを判
断する（ステップ２００）。そして、書込保護状態であ
るスタックに対する書込のアクセスである場合は、デバ
ッガ４を呼び出し、デバッガ４は、このアクセス例外が
生じたスタックのスタックポインタおよびスレッドのプ
ログラムカウンタの値をプリント出力する（ステップ２
０１）。そして、アクセス例外が生じたスレッドのスタ
ックの書込保護を一時解除して、書込命令を実行させ、
その後一時解除から書込保護に再設定させる。

【００３５】一方、アクセス例外が生じた書込保護の特
定部分がスタック領域でない場合は、このスレッドの書
込命令をディスパッチャのコンテキスト領域５に格納さ
れている現在のスレッドのスタックポインタやプログラ
ムカウンタの値をもとに、該書込命令をエミュレートし
て（ステップ２０２）、このエミュレートの後に次のス
レッドを実行させる。

【００３６】このようにして、上述した実施例において
は、複数のスレッドに対応する複数のスタックの書込保
護状態を、ディスパッチャによるスレッドのディスパッ
チに適切に対応させて、書込保護状態を維持し、この維
持された書込保護状態のスタックへのアクセス例外が生
じた場合に、書込保護された特定部分に対応させたデバ
ッグを行うようにしている。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、スレ
ッド環境で、書込保護領域への書込による不具合をデバ
ッグする際、前記書込保護領域の１つとしてスタック領
域を設定し、スレッドのディスパッチ時に、アクティブ
になるスレッドのスタック領域に対して書込保護を解除
するとともに、ディアクティブになるスレッドのスタッ
ク領域に対して書込保護を行うようにしている。

【００３８】従って、複数のスレッドのディスパッチに
伴い、ディアクティブなスレッドのスタックが適切なタ
イミングで書込保護状態に設定され、ディアクティブな
スレッドのスタックは、常に書込保護状態に設定される
という利点を有する。

【００３９】また、このディアクティブなスレッドのス
タックが書込保護状態に設定されることにより、書込保
護のスタックへの書込の不具合に対するデバッグが可能
となるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】スレッド環境でのアドレス空間を示す図。

【図２】ディスパッチャ１ｅによる複数のスレッドの切
替処理およびスタックの書込保護処理手順を示すフロー
チャート。

【図３】スレッドのディスパッチに伴う書込保護状態の
変化を示す図。

【図４】検出ルーチン２による書込保護領域に対する書
込の不具合を検出した場合のデバッグ指示処理手順を示
す図。

【符号の説明】

１ アドレス空間 １ａ テキスト領域 １ｂ データ
領域 １ｃ スタック領域 １ｄ キュー領域 １ｅ ディス
パッチャ ２ 検出ルーチン ３ａ イベント待ちキュー ３ｂ
ランキュー ４ デバッガ ５ コンテキスト領域 ６ 作業用スタ
ック １０ オペレーティング・システム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スレッド環境で、書込保護領域への書込
   による不具合をデバッグするスレッド環境におけるデバ
   ッグ方法において、 前記書込保護領域の１つとしてスタック領域を設定し、 スレッドのディスパッチ時に、アクティブになるスレッ
   ドのスタック領域に対して書込保護を解除するととも
   に、ディアクティブになるスレッドのスタック領域に対
   して書込保護を行うことを特徴とするスレッド環境おけ
   るデバッグ方法。