JPH09244912A - 情報処理装置プログラムの試験方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】情報処理装置の検証用プログラムおよび高速処
理を要求されるプログラムの試験において、該プログラ
ムが適用対象の情報処理装置で実行された場合に、期待
するような情報処理装置の状態変化・設定が行えている
かの確認を容易にする。 【解決手段】情報処理装置あるいは当該情報処理装置と
等価な擬似実行環境であるシミュレータにおいて、プロ
グラムを実行したときに、パイプライン制御機構に関す
るオペランド・ストア／レジスタ・コンフリクト発生
と、命令の正常実行比率と、実行命令サイクル数と、キ
ャッシュHit率およびストアデータ監視等を試験実施の
操作員の指示により監視・解析・記録し、さらに記録情
報の外部入出力装置への表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置に適
用されるプログラムの試験方式に関わり、詳しくは特に
情報処理装置を対象とした検証プログラム、性能測定プ
ログラムおよび高速処理が要求されるプログラムの開発
において、検証精度、測定精度およびオーバヘッド検出
を容易に試験可能にする情報処理装置プログラムの試験
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の情報処理装置プログラムの試験方
式としては、任意の命令アドレスや特開平05-238770に
記載のように、プログラム内の関数名および引数値の所
望の条件を満たしたときに命令実行状態をブレークし、
プログラムの実行を一時停止することのできるデバッグ
装置を使用した方式で、命令の実行順序、メモリ・レジ
スタ等が期待の値となっているかを、任意のブレークポ
イントで逐次確認することによって試験を実施してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来方式では、命令の
実行順序、メモリ・レジスタ等の任意ポイントまでの直
列な動作結果が正常であるかを試験可能ではあるが、プ
ログラムが情報処理装置に対しどの様な影響を与え、そ
の結果期待するあるいは全く期待しない情報処理装置の
動作が発生しているかを把握する方法については考慮さ
れておらず、以下に示す問題を解決できない。

【０００４】情報処理装置開発における論理検証段階で
使用されている検証プログラムにおいて、乱数的に検証
用命令列を生成し、該命令列を情報処理装置のプロセッ
サに実行させた結果と、検証プログラム内でシミュレー
トした結果とを比較することによって該情報処理装置の
試験を行う、乱数検証プログラムでは、検証の目的の一
つとして、情報処理装置が有する命令処理高速化のため
のパイプライン制御機構に関わる検証があるが、該機構
の検証では、パイプラインの加速を崩さずに、長く継続
可能な検証用命令列を、単位時間当たりにできる限り多
く生成し、情報処理装置の試験に提供する事が重要であ
る。また、一方でパイプライン制御機構に対する外乱要
因である先行命令と後続命令との間に発生する同一のレ
ジスタおよびメモリへの書き込みと参照が連続するコン
フリクトを多発させることによる、パイプライン制御機
構の誤動作を検証する命令列についても、前述の検証内
容とは相反するが、検証の目的の一つとなっている。し
かし、該命令列を構成する命令数が長く、また生成され
る膨大な量の命令列全てについて、前述の検証目的を達
成できるような命令列が生成されていることを確認する
事は、従来技術により逐次確認する方式では現実的に見
て不可能である。

【０００５】また、情報処理装置の多くはパイプライン
制御機構と並び、処理速度の向上を目的としたものとし
て、主記憶装置の一部コピーを、主記憶装置と比較し
て、より高速アクセスが可能なキャッシュメモリに置く
機構を採用しているが、情報処理装置で実行されるプロ
グラム形式を、該機構が有効に働くように作成しなけれ
ば目的を達成できない。特に高速処理が要求されるプロ
グラムでは、該高速化のための機構を妨げることなく確
実に活用していることを試験段階で確認する必要があ
る。また、プログラムを実行したときの実際の命令実行
サイクルを把握し、最小値となる様に調整する必要があ
る。しかし、従来のプログラム試験方式では、該高速化
のための機構を妨げる様なプログラムとなっているか否
かを把握し、実際の実行に要したサイクル数を知ること
ができるような情報は得られないため、これらの確認は
机上で実施する必要があるため効率が悪く、かつ見逃し
が多く発生している。

【０００６】また、情報処理装置に適用されるプログラ
ムのデバッグでは、プログラムの不良によって期待しな
い主記憶装置領域への書き込みが発生し、それが他の処
理またはプログラムに対し悪影響を与えることが多々あ
るが、該書き込みを発生させている命令を検出するに
は、通常、当該領域への書き込みを監視し、期待しない
内容が書き込まれたことを調査して確認する。しかし、
その主記憶領域が正常な命令によって正常な値が頻繁に
書き込まれ、ある一瞬だけ異常となるような場合、従来
の試験方式では効率が非常に悪く現実的に利用できな
い。

【０００７】本発明の目的は、これら従来の問題点を解
決し、検証プログラムが情報処理装置の検証に必要な状
態に設定できているのかを確認する方法を実現するこ
と、また、高速処理が要求されるプログラム処理におけ
る情報処理装置の各種制御機構に関するオーバヘッド部
を摘出可能な方法を実現すること、さらに、主記憶装置
に対する不当な書き込みを容易に検出可能な方法を実現
することで、検証精度と、処理速度およびデバッグ効率
の向上を実現する情報処理装置プログラムの試験方式を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上説明した課題を解決
するための、本発明による情報処理装置のプログラム試
験方式は、前述の情報処理装置あるいは情報処理装置と
等価な擬似実行環境であるシミュレータにおいて、被試
験プログラムによって発行された命令の種類を該情報処
理装置あるいは該シミュレータの命令解析処理部が判定
し、”命令情報記録テーブル”の該発行命令に該当する
エントリの命令発行回数リストをインクリメント更新す
る。その後、該発行命令が正常に終了した場合、”命令
情報記録テーブル”の該発行命令に該当するエントリの
命令正常実行回数リストをインクリメント更新する。

【０００９】このようにして、プログラム実行中の全て
の発行された命令を監視・記録する手段と、操作員の指
示あるいはプログラム実行終了時に自動的に該”命令情
報記録テーブル”を編集・表示させる手段により、全命
令中の命令発行分布および発行命令の正常実行比率が把
握できる。

【００１０】また、前述の情報処理装置がパイプライン
制御機構を有している場合、そのシミュレータにおいて
も各命令処理を情報処理装置とほぼ同等なステージ分け
されたパイプライン制御に従って行うものとし、命令解
析ステージで発行命令が主記憶装置への書き込み動作を
行うストア系であると判断した場合、次ステージである
アドレス計算ステージにおいて該実行命令による書き込
み先アドレス、書き込みレングスおよび該実行命令の命
令アドレスを”ストア情報記録テーブル”の空きエント
リのそれぞれのリストへ登録する。さらに、命令解析の
ステージで発行命令がレジスタへの書き込み動作を行う
ロード系であると判断した場合、同様にアドレス計算ス
テージにおいてレジスタ番号および該実行命令アドレス
を”ロード情報記録テーブル”の空きエントリのそれぞ
れのリストへ登録する。

【００１１】なお、上記”ストア情報記録テーブル”
と”ロード情報記録テーブル”に登録された各エントリ
の消去時期は該登録されている命令の実行ステージが終
了したときである。

【００１２】次に、命令解析ステージで発行命令が主記
憶装置からの読み出し動作を行うフェッチ系であると判
断した場合、”ストア情報記録テーブル”の全登録済エ
ントリから該実行命令で読み出す主記憶領域と一致する
領域がないか検索し、一致した場合、”ストア情報記録
テーブル”の該エントリ中に記録されている書き込み先
アドレス、書き込みレングスおよびストア系命令のアド
レスを”オペランド・ストア・コンフリクト・トレース
テーブル”に新規エントリとしてそれぞれのリストを追
加登録し、さらに、該フェッチ系命令のアドレスも該エ
ントリにリストとして登録する。

【００１３】さらに、命令解析のステージで発行命令が
レジスタからの読み出し動作を行うものであると判断し
た場合、同様に”ロード情報記録テーブル”の全登録済
エントリから該実行命令で読み出すレジスタ番号と一致
するエントリがないか検索し、一致した場合、”ロード
情報記録テーブル”の該エントリ中に記録されているレ
ジスタ番号およびロード系命令のアドレスを”レジスタ
・コンフリクト・トレーステーブル”に新規エントリと
してそれぞれのリストを追加登録し、さらに、該レジス
タからの読み出し動作を行う命令のアドレスも該エント
リにリストとして登録する。

【００１４】このようにして、プログラム実行中の全て
の発行された命令を監視・記録する手段と、操作員の指
示あるいはシミュレータ終了時に自動的に該”オペラン
ド・ストア・コンフリクト・トレーステーブル”およ
び”レジスタ・コンフリクト・トレーステーブル”を編
集・表示させる手段により、パイプライン制御機構に対
する外乱要因である先行命令と後続命令との間に発生す
る同一のレジスタおよびメモリへの書き込みと参照が連
続するコンフリクトの発生が把握できる。また、該情報
処理装置あるいは該シミュレータによって主記憶装置か
らデータを読み出すフェッチ系の全ての命令を監視し、
フェッチデータがキャッシュに存在しない状態すなわち
キャッシュnot Hitであった場合をまた別に監視し
て、”データフェッチ情報記録テーブル”の空きエント
リのフェッチアドレスおよびキャッシュHit／not Hit識
別子をそれぞれのリストへ登録する手段と、操作員の指
示あるいはシミュレータ終了時に自動的に、データフェ
ッチ回数と、キャッシュnot Hit回数およびキャッシュn
ot Hit時のフェッチアドレスを編集・表示させる手段に
より、情報処理装置の有する命令処理高速化のためのキ
ャッシュ機能を有効に利用しているか否かを容易に確認
可能とする。

【００１５】また、該情報処理装置あるいは該シミュレ
ータによって実行した全ての命令処理は、外部情報によ
る命令毎の実行サイクルと、不当データ等による例外発
生に対するリカバリーに必要なサイクル数と、先行命令
と後続命令間で発生するオペランド・ストアおよびレジ
スタ・コンフリクトのリカバリーに必要なサイクル数
と、命令・オペランド読み出し時のキャッシュnot Hit
時のinキャッシュ化処理に必要なサイクル数を基に、実
際に発生した各事象の値をそれぞれ算出・記録する手段
と、操作員の指示あるいはシミュレータ終了時に自動的
に、各事象毎のサイクル数および合計実行サイクル数を
編集・表示させる手段により、プログラムを実行したと
きの実際の命令実行サイクルを把握し、最小値となる様
に調整することを容易とする。

【００１６】また、該情報処理装置あるいは該シミュレ
ータによって主記憶装置へデータを書き込むストア系の
全ての命令を監視し、ストアアドレスおよびストアデー
タ内容が外部定義情報で指示されたアドレスおよびデー
タ内容と一致した場合、命令実行状態をブレークし、プ
ログラムの実行を一時停止させる手段によって、プログ
ラム不良による期待しない主記憶装置領域への書き込み
を行った命令を容易に摘出可能とする。

【００１７】なお、以上説明した手段は、外部からの事
象監視・解析・記録指示情報により、該情報処理装置あ
るいは該シミュレータによって監視・解析・記録を行う
よう指示される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて、具体的に説明する。

【００１９】図１は、本発明の一実施例のシステムの概
要図である。本図を用い全体の構成を説明する。

【００２０】図１において、情報処理装置あるいは情報
処理装置と等価な擬似実行環境であるシミュレータ１
（以降は、単に情報処理装置１と記す）は、命令読み出
し処理部２１と、命令解析処理部２２と、オペランドア
ドレス計算処理部２３と、オペランドデータ読み出し処
理部２４と、命令実行処理部２５および命令プロセッサ
停止処理部２６を内部処理として有し、命令バッファ２
７と、データバッファ２８と、外部にキャッシュメモリ
３を接続する命令プロセッサ２と、主記憶装置４を接続
し、記憶制御装置５１を有するシステム制御装置５と、
外部入出力・表示装置ｆおよび事象監視・解析・記録外
部定義情報編集処理部ｊを接続する各種情報編集・表示
・入出力処理部ｂにより構成される。

【００２１】次に、図１〜図１５を用いて、情報処理装
置１における被試験プログラムを実行させた場合につい
て詳細に説明する。

【００２２】先ず命令プロセッサ１の命令読み出し処理
部２１がシステム制御装置５および記憶制御装置５１を
介して主記憶装置４から命令バッファ２７に命令を読み
出す。

【００２３】続いて命令解析処理部２２が該実行命令の
種類を解析する。このとき命令解析処理部２２は、図２
に示す該実行命令に該当する命令情報記録テーブルの命
令発行回数リスト６１をインクリメント更新し、さら
に、図１０に示す命令種別識別子テーブルｇの新規エン
トリに、該実行命令の命令アドレスｇ３を登録し、該実
行命令が主記憶装置４への書き込み動作を行うストア系
であると判断した場合、識別子１ｇ１にストア系命令を
表す値”Ｓ”を設定する。また、該実行命令が主記憶装
置４から読み出しを行うフェッチ系であると判断した場
合、識別子１ｇ１にフェッチ系命令を表す値”Ｆ”を設
定する。さらに、該実行命令がレジスタへの書き込み動
作を行うものと判断した場合、該エントリの識別子２ｇ
２に書き込み動作を表す値”Ｗ”を設定する。また、レ
ジスタから読み出しを行うものであると判断した場合、
識別子２ｇ２に読み出しを表す値”Ｒ”を設定する。

【００２４】続いてオペランドアドレス計算処理部２３
は該実行命令のオペランドアドレスを計算すると共に、
命令種別識別子テーブルｇの該実行命令に該当するエン
トリの識別子１ｇ１を解析し、ストア系命令を表す値”
Ｓ”と判断した場合、図３に示すストア情報記録テーブ
ル７の書き込み先アドレス７１、書き込みレングス７２
および命令アドレス７３にそれぞれ登録する。

【００２５】また、オペランドアドレス計算処理部２３
は、命令種別識別子テーブルｇの該実行命令に該当する
エントリの識別子２ｇ２を解析し、レジスタへの書き込
み動作を示す”Ｗ”と判断した場合、図４に示すロード
情報記録テーブル８の読み出しレジスタ番号８１および
該実行命令アドレス８２にそれぞれ登録する。

【００２６】続いて、オペランドデータ読み出し処理部
２４は、命令種別識別子テーブルｇの該実行命令に該当
するエントリの識別子１ｇ１を解析し、フェッチ系命令
を表す”Ｆ”と判断した場合、主記憶装置４のオペラン
ドアドレス計算処理部２３によって求めたオペランドア
ドレスからデータをデータバッファ２８に読み出す処理
を行うにあたり、図３に示すストア情報記録テーブル７
の全登録エントリから該実行命令で読み出す主記憶領域
範囲と一致する書き込み先アドレス７１から書き込みレ
ングス７２のアクセス範囲がないか検索し、発見されな
かった場合はデータを読み出すが、発見した場合は、読
み出し処理の抑止と、オペランドデータ読み出しステー
ジｍ３をロックすることによる次ステージへの進行抑止
を行い、さらにストア情報記録テーブル７に登録されて
いる該一致したエントリの内容である書き込み先アドレ
ス７１、書き込みレングス７２および該実行命令アドレ
スを命令アドレス７３および該フェッチ系命令の命令ア
ドレスを、オペランド・ストアコンフリクト・トレース
テーブルｈの新規エントリに登録するのと同時に、図５
に示すデータフェッチ情報記録テーブル９のフェッチア
ドレス９１に該実行命令のオペランドアドレスを登録す
る。

【００２７】また、該命令種別識別子テーブルｇエント
リの識別子２ｇ２を解析し、レジスタからの読み出し動
作を表す値”Ｒ”と判断した場合、レジスタのデータを
データバッファ２８に読み出す処理を行うにあたり、ロ
ード情報記録テーブル８の全登録エントリから該実行命
令で読み出すレジスタ番号と一致する読み出しレジスタ
番号８１がないか検索し、発見されなかった場合はデー
タを読み出すが、発見した場合は、ロード情報記録テー
ブル８に登録されている該一致したエントリの内容であ
る読み出しレジスタ番号８１と、該実行命令アドレス８
２および該レジスタからの読み出しを行う命令の命令ア
ドレスを、レジスタ・コンフリクト・トレーステーブル
ｉの新規エントリに登録する。

【００２８】さらに、オペランドデータ読み出し処理部
２４は、図１に示すオペランド・ストア・コンフリクト
・トレーステーブルｈおよびレジスタ・コンフリクト・
トレーステーブルｉへの新規エントリ登録時に、図７に
示す実行サイクル外部定義情報ｃのリカバリ別実行サイ
クル数表ｃ２を参照し、該コンフリクトに関する実行サ
イクル数を図６に示す実行サイクル結果値保持テーブル
ａのリカバリ別実行サイクル結果ａ２のそれぞれに該当
するリストをインクリメント更新する。

【００２９】続いて、命令実行処理部２５は該実行命令
がフェッチ系命令である場合、データの読み出しを、先
ずキャッシュメモリ３から行うが、この際、該データの
一部あるいは全部がキャッシュメモリ３に含まれていな
い場合キャッシュnot Hitとなり、inキャッシュ化のた
めにシステム制御装置５および記憶制御装置５１を介し
て主記憶装置４から該データを読み出し、キャッシュ３
に登録する。命令実行処理部２５はこの処理動作を行う
と同時に、図５に示すデータフェッチ情報記録テーブル
９の新規エントリとしてフェッチアドレスリスト９１お
よびキャッシュHit/not Hit識別子リスト９２を設定
し、さらに、inキャッシュ化処理が行われた場合は、図
７の実行サイクル外部定義情報ｃのリカバリ別実行サイ
クル数表ｃ２を参照し、該inキャッシュ化に関する実行
サイクル数を図６に示す実行サイクル結果値保持テーブ
ルａのリカバリ別実行サイクル結果ａ２の該当するリス
トをインクリメント更新する。

【００３０】また、命令実行処理部２５は該実行命令が
何らかの例外を含む命令であった場合、命令プロセッサ
２は割り込みを起こすための処理を行うが、命令実行処
理部２５はこの処理動作を行うと同時に、図７に示す実
行サイクル外部定義情報ｃのリカバリ別実行サイクル数
表ｃ２を参照し、該異常発生リカバリに関する実行サイ
クル数を、図６に示す実行サイクル結果値保持テーブル
ａのリカバリ別実行サイクル結果ａ２の該当するリスト
をインクリメント更新する。

【００３１】さらに、命令実行処理部２５は該実行命令
が正常に終了した場合、図７に示す実行サイクル外部定
義情報ｃの命令別実行サイクル数表ｃ１の該実行命令に
該当する命令別実行サイクル数リストを参照し、図６に
示す実行サイクル結果値保持テーブルａの命令別実行サ
イクル数結果ａ１の該当するリストをインクリメント更
新する。

【００３２】また、命令実行処理部２５は該実行命令が
ストア系命令である場合、システム制御装置５および記
憶制御装置５１を介して主記憶装置４へのデータ書き込
み処理を行うが、命令実行処理部２５はこの処理動作を
行うと同時に、ストアするデータのアドレスと、レング
スおよびデータ内容を、図８に示すような操作員が定義
するストアデータ監視外部定義情報ｄのストアアドレス
ｄ１と、ストアレングスｄ２およびストアデータｄ３と
比較し、一致した場合図１に示す命令プロセッサ２の命
令プロセッサ停止処理２５に停止要求を出し、プロセッ
サを一時停止させる。

【００３３】また、命令実行処理部２５は該実行命令の
処理を終了する際、図３に示すストア情報記録テーブル
７と、図４に示すロード情報記録テーブル８に登録した
該実行命令に関するエントリを無効化する。

【００３４】なお、ストアデータの比較時に、図８に示
すストアデータ監視外部定義情報ｄのストアデータマス
クｄ４を利用することにより、ストアデータの不定な値
を比較不要とするためにマスク可能とする。

【００３５】上記で説明した、各事象に対する監視・解
析・記録の実施は、全てプログラム試験を行う操作員に
よる図９に示す事象監視・解析・記録外部定義情報ｅの
設定内容に従い行われる。具体的には、命令情報記録テ
ーブル６は実行命令監視・記録指示により制御され、ま
た、ストア情報記録テーブル７およびオペランド・スト
ア・コンフリクト・トレーステーブルｈはオペランド・
コンフリクト監視・解析・記録指示により制御され、ま
たロード情報記録テーブル８およびレジスタ・コンフリ
クト・トレーステーブルｉはオペランド・コンフリクト
監視・解析・記録指示により制御され、また、データフ
ェッチ情報記録テーブル９はキャッシュHit/not Hit監
視・記録指示によって制御され、また、実行サイクル結
果値保持テーブルａは命令実行サイクル監視・記録指示
により制御される。

【００３６】また、事象監視・解析・記録外部定義情報
ｅの設定内容は、操作員による外部入出力・表示装置ｆ
と各種情報編集・表示入出力処理部ｂを介した変更指示
要求を事象監視・解析・記録外部定義情報編集処理部ｊ
による編集および事象監視・解析・記録外部定義情報ｅ
のそれぞれ該当する指示リストｅ１〜ｅ６へ設定する機
能によって変更可能である。

【００３７】次に、オペランド・ストア・コンフリクト
を代表として、その発生を監視・解析・記録し、操作員
がこの事象発生を確認するまでの一連の流れの具体例を
詳細に説明する。

【００３８】尚、該オペランド・ストア・コンフリクト
の説明に用いるプログラムは、図１３に示すように主記
憶装置４に格納されており、その内部構成は、第１オペ
ランドで指定したレジスタ内データを第２オペランドで
指定した主記憶装置に書き込むＳｔｏｒｅ命令ｋ１と、
第２オペランドで指定した主記憶装置内データを第１オ
ペランドで指定したレジスタに読み出すＬｏａｄ命令ｋ
２から成り、先行命令としてＳｔｏｒｅ命令ｋ１を、後
続命令としてＬｏａｄ命令ｋ２の順に実行されるように
命令コードが配置され、Ｓｔｏｒｅ命令ｋ１とＬｏａｄ
命令ｋ２の各命令は、同一の主記憶領域に対しそれぞ
れ、レジスタ内データのストアおよびレジスタ内へのデ
ータロードを行うものである。

【００３９】また、これをレジスタと主記憶装置のデー
タ移動（コピー含む）を主に説明すると、図１４に示す
ように、先ず、Ｓｔｏｒｅ命令ｋ１によってレジスタＡ
ｌ１のデータを主記憶装置４のｘ番地へストアｌ４す
る。続いて、Ｌｏａｄ命令ｋ２によって主記憶装置４の
ｘ番地のデータ４１をフェッチし、レジスタＢｌ２にロ
ードする動作となる命令の組み合わせとなっている。さ
らに、この命令列を図１５に示すような一般的なマシン
サイクル毎に実行する処理をステージ分けしたパイプラ
イン制御機構を有する情報処理装置あるいはシミュレー
タで実行させると、オペランド・ストア・コンフリクト
と呼ばれる、パイプライン制御処理に影響を与える事象
が発生することとなる。

【００４０】以下、このパイプライン制御処理の流れを
マシンサイクル進行を時系列に示した図１５を主として
詳細に説明する。

【００４１】先ず、図１５に示すように、命令解析ステ
ージｍ１において、時系列実行マシンサイクルｎのマシ
ンサイクルｎ１では、命令読み出し処理部２１によって
主記憶装置４から命令バッファ２７に読み出された１番
目の命令を解析し、図１３に示すＳｔｏｒｅ命令ｋ１で
あることを認識する。この時、命令解析処理部２２は操
作員によって予め作成された事象監視・解析・記録外部
定義情報ｅのオペランド・ストア・コンフリクト監視・
解析・記録指示ｅ２を参照し”１”の場合、命令種別識
別子テーブルｇの新規エントリに該実行命令アドレスを
命令アドレスｇ３に登録し、識別子１ｇ１にストア系命
令を示す”Ｓ”を設定する。またレジスタ・コンフリク
ト監視・解析・記録指示ｅ３を参照し”１”の場合、命
令種別識別子テーブルｇの該エントリの識別子２ｇ２に
レジスタからの読み出しを示す”Ｒ”を設定する。さら
に、事象監視・解析・記録外部定義情報ｅの実行命令監
視・記録指示ｅ１を参照し”１”の場合、図２に示す命
令情報記録テーブル６の命令発行回数リスト６１をイン
クリメント更新する。

【００４２】続いて、マシンサイクルｎ２では以下二つ
のステージを並列に行う。

【００４３】一つは、命令解析ステージｍ１において、
命令解析処理部２２が命令バッファ２７に読み込まれた
２番目の命令を解析し、図１３に示すＬｏａｄ命令ｋ２
であることを認識する。この時、命令解析処理部２２は
オペランド・ストア・コンフリクト監視・解析・記録指
示ｅ２を参照し”１”の場合、命令種別識別子テーブル
ｇの識別子１ｇ１にフェッチ系命令を示す”Ｆ”を設定
する。さらにレジスタ・コンフリクト監視・解析・記録
指示ｅ３を参照し”１”の場合、命令種別識別子テーブ
ルｇの識別子２ｇ２にレジスタへの書き込みを示す”
Ｗ”を設定する。

【００４４】また、他の一つはオペランドアドレス計算
ステージｍ２において、オペランドアドレス計算処理部
２３がＳｔｏｒｅ命令ｋ１の第２オペランドアドレスを
計算すると共に、オペランド・ストア・コンフリクト監
視・解析・記録指示ｅ２を参照し”１”の場合、命令種
別識別子テーブルｇの該実行命令に該当する命令アドレ
スｇ３リストを有するエントリの識別子１ｇ１を解析
し、ストア系命令を表す値”Ｓ”であることから、図３
に示すストア情報記録テーブル７の書き込み先アドレス
７１にオペランドアドレスを、書き込みレングス７２に
書き込みサイズを、また命令アドレス７３に該実行命令
アドレスをそれぞれ登録する。

【００４５】続いて、マシンサイクルｎ３では以下二つ
のステージを並列に行う。

【００４６】一つは、オペランドアドレス計算ステージ
ｍ２において、オペランドアドレス計算処理部２３がＬ
ｏａｄ命令ｋ２の第２オペランドアドレスを計算すると
共に、レジスタ・コンフリクト監視・解析・記録指示ｅ
３を参照し”１”の場合、命令種別識別子テーブルｇの
該実行命令に該当する命令アドレスｇ３リストを有する
エントリの識別子１ｇ１を解析し、レジスタへの書き込
みを表す値”Ｗ”であることから、図４に示すロード情
報記録テーブル８の読み出しレジスタ番号８１にオペラ
ンドレジスタ番号を、また命令アドレス８２に該実行命
令アドレスをそれぞれ登録する。

【００４７】また、他の一つはオペランドデータ読み出
しステージｍ３において、オペランドデータ読み出し処
理部２４が図１４に示すＳｔｏｒｅ命令ｋ１の第１オペ
ランドデータであるレジスタＡ１１をデータバッファ２
８に読み出す処理を行うが、この読み出しに先立ちロー
ド情報記録テーブル８の全登録エントリから該実行命令
で読み出すレジスタ番号と一致する読み出しレジスタ番
号８１がないことを確認しデータを読み出す。

【００４８】続いて、マシンサイクルｎ４からｎ６では
以下二つのステージを並列に行う。

【００４９】一つは、オペランドデータ読み出しステー
ジｍ３において、オペランドデータ読み出し処理部２４
がオペランドアドレス計算ステージｍ２で求めた主記憶
装置のアドレスよりＬｏａｄ命令ｋ２のオペランドデー
タをデータバッファ２８に読み出すが、読み出しに先立
ち図３に示すストア情報記録テーブル７の全登録エント
リ中から該実行命令で読み出す主記憶装置領域範囲と一
致する書き込み先アドレス７１から書き込みレングス７
２のアクセス範囲がないか検索し、オペランドアドレス
計算ステージｍ２において、オペランドアドレス計算処
理部２３がＳｔｏｒｅ命令ｋ１のオペランドアドレスを
等を登録したエントリを発見する。このため読み出し処
理の抑止と、オペランドデータ読み出しステージｍ３を
ロックすることによる次ステージへの進行抑止を行い、
さらにオペランド・ストア・コンフリクト監視・解析・
記録指示ｅ２を参照し”１”の場合、ストア情報記録テ
ーブル７に登録されている該一致したエントリの内容で
ある書き込み先アドレス７１、書き込みレングス７２お
よび該実行命令アドレスを命令アドレス７３および該フ
ェッチ系命令の命令アドレスを、オペランド・ストアコ
ンフリクト・トレーステーブルｈの新規エントリに登録
する。さらにキャッシュHit／not Hit監視・解析・記録
指示ｅ２を参照し”１”の場合、図５に示すデータフェ
ッチ情報記録テーブル９のフェッチアドレス９１に該実
行命令のオペランドアドレスを登録する。

【００５０】また、他の一つは命令実行ステージｍ４に
おいてオペランドデータ読み出しステージｍ３でデータ
バッファ２８に読み出したＳｔｏｒｅ命令ｋ１の第１オ
ペランドデータであるレジスタＡ１１のデータをオペラ
ンドアドレス計算ステージｍ２で導き出した第２オペラ
ンドである主記憶装置のアドレスｘ番地へ、該情報処理
装置では３マシンサイクルを要して書き込む。また、マ
シンサイクルｎ６ではデータ書き込み完了と同時に、オ
ペランド計算ステージｍ２においてストア情報記録テー
ブルに登録した該命令に関するエントリを削除する。ま
た、図９に示す事象監視・解析・記録外部定義情報ｅの
命令実行サイクル監視・解析・記録指示ｅ５を参照し”
１”の場合、図７に示す実行サイクル外部定義情報ｃの
命令別実行サイクル数表ｃ１のストア命令実行サイクル
ｃ１２に示す該Ｓｔｏｒｅ命令の実行サイクル数（＝
１）を図６に示す実行サイクル結果値保持テーブルａの
命令別実行サイクル数結果ａ１のストア命令実行サイク
ルａ１２に加算する。さらに、事象監視・解析・記録外
部定義情報ｅの実行命令監視・記録指示ｅ１を参照し”
１”の場合、図２に示す命令情報記録テーブル６の命令
正常実行回数リスト６２をインクリメント更新する。

【００５１】続いて、マシンサイクルｎ７では以下ステ
ージを行う。

【００５２】オペランドデータ読み出し処理は、前マシ
ンサイクルｎ６の命令実行ステージｍ４において、Ｓｔ
ｏｒｅ命令ｋ１のオペランドデータ書き込み処理終了に
よるストア情報記録テーブルの該Ｓｔｏｒｅ命令ｋ１に
関するエントリに削除によって、読み出し処理の抑止
と、オペランドデータ読み出しステージｍ３をロックす
ることによる次ステージへの進行抑止状態をそれぞれ解
除し、オペランドデータ読み出し処理部２４がオペラン
ドアドレス計算ステージｍ２で求めた主記憶装置のアド
レスよりＬｏａｄ命令ｋ２のオペランドデータをデータ
バッファ２８に読み出す。この時、読み出すべきデータ
がキャッシュ３にある場合はキャッシュHitとなりキャ
ッシュ３より読み込まれ、もしキャッシュ３内に存在し
ない場合はキャッシュnot Hitとなり、システム制御装
置５および記憶制御装置５１を介して主記憶装置４から
データバッファ２８と、キャッシュ３に読み込まれｉｎ
キャッシュ化されることとなる。なお、このｉｎキャッ
シュ化機構の詳細については本発明では特に定義しな
い。さらにこの時、オペランドデータ読み出し処理部２
４は、操作員によって予め作成された事象監視・解析・
記録外部定義情報ｅのキャッシュHit／not Hit監視・解
析・記録指示ｅ４を参照し”１”の場合、実行サイクル
外部定義情報ｃのリカバリ種別実行サイクル数表ｃ２の
ｉｎキャッシュ化サイクルｃ２４リストに記載のサイク
ル数（＝２）を、実行サイクル結果値保持テーブルａの
リカバリ種別実行サイクル数結果ａ２のｉｎキャッシュ
化サイクルａ２４の値に加算する。

【００５３】続いて、マシンサイクルｎ８では以下ステ
ージを行う。

【００５４】命令実行ステージｍ４においてオペランド
データ読み出しステージｍ３でデータバッファ２８に読
み出したＬｏａｄ命令ｋ２の第２オペランドデータであ
る主記憶装置のアドレスｘ番地のデータを第１オペラン
ドであるレジスタＢ１２へ１マシンサイクルを要して書
き込む。また、マシンサイクルｎ８ではデータ書き込み
完了と同時に、オペランド計算ステージｍ２においてレ
ジスタ情報記録テーブルに登録した該命令に関するエン
トリを削除する。また、図９に示す事象監視・解析・記
録外部定義情報ｅの命令実行サイクル監視・解析・記録
指示ｅ５を参照し”１”の場合、図７に示す実行サイク
ル外部定義情報ｃの命令別実行サイクル数表ｃ１のロー
ド命令実行サイクルｃ１１に示す該Ｌｏａｄ命令の実行
サイクル数（＝１）を図６に示す実行サイクル結果値保
持テーブルａの命令別実行サイクル数結果ａ１のロード
命令実行サイクルａ１１に加算する。さらに、事象監視
・解析・記録外部定義情報ｅの実行命令監視・記録指示
ｅ１を参照し”１”の場合、図２に示す命令情報記録テ
ーブル６の命令正常実行回数リスト６２をインクリメン
ト更新する。

【００５５】以上の説明のように、該オペランド・スト
ア・コンフリクトの説明に用いたプログラムは情報処理
装置１において実行されると同時に、各種事象の発生を
監視・解析・記録される。また、これら監視・解析・記
録された各種事象は操作員の外部入出力・表示装置ｆか
らの表示要求に従い、各種情報編集・表示入出力処理部
ｂによって外部入出力・表示装置ｆに表示される。した
がって、操作員はプログラムが情報処理装置１において
実行されることによる該情報処理装置の状態変化・内容
を容易に把握することが可能となる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の情報処理
装置プログラムの試験方式によれば、次のような効果が
得られる。

【００５７】（１）検証プログラムが目的とするパイプ
ライン制御機構、コンフリクト発生状況の情報処理装置
の検証状態が正しく設定されているかを容易に確認可能
な試験環境を提供できる。

【００５８】（２）高速処理を必要とするプログラム
が、実際に情報処理装置で実行された場合に、情報処理
装置が有するパイプライン制御機構、キャッシュ方式に
よる主記憶装置アクセスの高速化等の機能を有効に利用
しているか否かを容易に確認可能な試験環境を提供でき
る。

【００５９】（３）従来困難であった、被試験プログラ
ムによる期待しない主記憶領域への不当データ書き込み
を、容易に摘出可能な試験環境を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すシステム概要図であ
る。

【図２】本発明の試験方式の命令実行状況を記録するテ
ーブルの一例を示す図である。

【図３】本発明の試験方式のオペランド・コンフリクト
発生を監視するためのデータ記録テーブルの一例を示す
図である。

【図４】本発明の試験方式のレジスタ・コンフリクト発
生を監視するためのデータ記録テーブルの一例を示す図
である。

【図５】本発明の試験方式のデータフェッチ時のキャッ
シュHit／not Hit状況を監視するためのデータ記録テー
ブルの一例を示す図である。

【図６】本発明の試験方式の命令実行サイクルを事象毎
に監視するためのデータ記録テーブルの一例を示す図で
ある。

【図７】本発明の試験方式の命令実行サイクルを個別に
算出するための外部定義情報の一例を示す図である。

【図８】本発明の試験方式のストアデータ監視を指示す
る外部定義情報の一例を示す図である。

【図９】本発明の試験方式の事象ごとの監視・解析・記
録を指示する外部定義情報の一例を示す図である。

【図１０】本発明の試験方式の命令の種別を記録するテ
ーブルの一例を示す図である。

【図１１】本発明の試験方式のオペランド・ストア・コ
ンフリクト発生を記録するテーブルの一例を示す図であ
る。

【図１２】本発明の試験方式のレジスタ・コンフリクト
発生を記録するテーブルの一例を示す図である。

【図１３】本発明の試験方式のオペランド・ストア・コ
ンフリクト発生を監視・解析・記録する過程を説明する
ために利用するプログラム構成の一例を示す図である。

【図１４】本発明の試験方式のオペランド・ストア・コ
ンフリクト発生を監視・解析・記録する過程を説明する
ために利用するプログラム動作の一例を示す図である。

【図１５】本発明の試験方式のオペランド・ストア・コ
ンフリクトに関するパイプライン制御機構のステージ分
割およびマシンサイクルによる実行ステージ遷移の一例
を示す図である。

【符号の説明】

１…情報処理装置、２…命令プロセッサ、 ３…キャッ
シュメモリ、４…主記憶装置、 ５…システム制御装
置、６…命令情報記録テーブル、７…ストア情報記録テ
ーブル、 ８…ロード情報記録テーブル、９
…データフェッチ情報記録テーブル、ａ…実行サイクル
結果値保持テーブル、ｂ…各種情報編集・表示入出力処
理部、 ｃ…実行サイクル外部定義情報、ｄ…ストア
データ監視外部定義情報、ｅ…事象監視・解析・記録外
部定義情報、 ｆ…外部入出力・表示装置、ｇ…命令種
別識別子、ｈ…オペランド・ストア・コンフリクト・ト
レーステーブル、ｉ…レジスタ・コンフリクト・トレー
ステーブル、ｊ…事象監視・解析・記録外部定義情報編
集処理部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 染谷 哲 神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立 コンピュータエレクトロニクス内 (72)発明者 龍門 正樹 神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立 コンピュータエレクトロニクス内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一つ以上の命令プロセッサと、
   該プロセッサに接続される主記憶装置、Ｉ／Ｏなどの周
   辺装置群とからなり、プログラムを該主記憶装置内にロ
   ードして、該プロセッサに順次実行させるような情報処
   理装置に適用されるプログラムの開発行程において、ア
   ーキテクチャを機能レベルで提供し、かつ命令処理を行
   う過程で発生する各種事象を、定義情報に従って監視・
   解析・記録する機能をもつ該情報処理装置あるいは該情
   報処理装置と等価な擬似実行環境であるシミュレータを
   用いることにより、被試験プログラムの品質・性能を容
   易に確認可能であることを特徴とした情報処理装置プロ
   グラムの試験方式。
2. 【請求項２】前記監視・解析・記録対象の事象には、少
   なくとも命令発生の回数および正常実行の比率、パイプ
   ライン制御に関わるレジスタ・メモリのコンフリクト発
   生回数、命令・オペランド読み出し時のキャッシュHit
   ／not Hit、実行サイクル数、メモリ書き込み内容判定
   があり、前記定義情報は該事象の監視・解析・記録を指
   示するものであることを特徴とする請求項１記載の情報
   処理装置プログラムの試験方式。
3. 【請求項３】前記定義情報は、該情報処理装置あるいは
   該シミュレータ起動後の操作員によるコマンド投入によ
   り制御可能であることに加え、ファイルなどに記述され
   た外部定義情報を取り込ませることにより、被試験プロ
   グラム毎に最適な設定内容を常備できることを特徴とす
   る請求項２記載の情報処理装置プログラムの試験方式。
4. 【請求項４】前記被試験プログラムは、請求項２に記載
   した該事象を監視・解析・記録した結果を用いることに
   より、情報処理装置を対象とした検証プログラム、性能
   測定プログラム、高速処理が要求されるプログラムの開
   発に適用可能であることを特徴とする請求項１記載の情
   報処理装置プログラムの試験方式。