JPH1165881A - Ｃｐｕの拡張割込み制御方式及びそのｃｐｕで使用するデバッガ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部割込み数が制限されたＣＰＵでは、機能
拡張したＣＰＵボード等で割込み数を増設したいときに
はＩＲＣ（インターラプト・コントローラ）等の割込み
外付け装置を用いて割込みを制御しなければならない。 【解決手段】 ＣＰＵの複数の割込み夫々のレベルに応
じてアクセスされ、前記レベルに応じた割込みベクタを
読み出すトラップテーブルと、別バスサイクルにより前
記レベル内の割込み番号を得る割込み番号取得手段と、
トラップテーブルから読み出された割込みベクタと、前
記割込み番号取得手段で得た割込み番号とからアドレス
テーブルをアクセスするアドレスを求めるアドレス演算
手段と、複数の割込み夫々の種類に応じた割込みルーチ
ンのアドレスを登録されており、前記アドレス演算手段
で求められたアドレスでアクセスされるアドレステーブ
ルとを有する。このため、外部割込み数を上記割込みの
レベル数以上に増加でき、そのための外付け装置が不要
となり装置のコスト上昇を抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＣＰＵの拡張割込み
制御方式及びそのＣＰＵで使用するデバッガに関し、特
にＲＩＳＣ型ＣＰＵの拡張割込み制御方式とこのＲＩＳ
Ｃ型ＣＰＵで動作するプログラムをデバッグするデバッ
ガに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１７は最近開発されたＲＩＳＣ（縮小
命令セット・コンピュータ）型ＣＰＵの機能ブロック図
を示す。同図中、ＲＩＳＣ型ＣＰＵ１０内の割込み機能
ブロック１２にはプロセッサの内外より割込みが供給さ
れる。外部からの割込みに対応する命令テーブルとして
の割込みベクタ１４はｉ（ｉは例えば７）個がユーザに
開放されている。

【０００３】プログラム制御ブロック１６内のウインド
ウレジスタはｊ（ｊは例えば８）個のウインドウからな
り、図１８に示すように隣接するウインドウのアウトプ
ットレジスタ部は次のウインドウのインプットレジスタ
部とオーバーラップさせ、ｊ番目のウインドウは１番目
のウインドウとオーバーラップさせてリング状とされて
おり、カレントウインドウポインタでカレントウインド
ウ（使用するウインドウ）を指示する。

【０００４】上記のインプットレジスタ部とアウトプッ
トレジスタ部のオーバーラップにより、プロセス間で高
速にパラメータを受け渡すことができ、また、カレント
ウインドウを移動させることでオーバーラップしたレジ
スタ部の出力パラメータを入力パラメータに変更するこ
とができる。プログラム制御ブロック１６内でプログラ
ムカウンタ（ＰＣ）に対応して、ネクストプログラムカ
ウンタ（ｎＰＣ）１８はパイプライン制御の命令先読み
機能に伴う次命令のアドレスを取得する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のＲＩＳＣ型ＣＰ
Ｕでは、アプリケーション等の一般プログラムに対して
は処理速度が速い等のメリットが大きいが、埋め込み型
デバッガや、このＣＰＵを使用し機能拡張したＣＰＵボ
ードを作成して交換機に使用するような場合に種々の問
題が生じる。

【０００６】外部割込み数が制限されたＣＰＵでは、機
能拡張したＣＰＵボード等で割込み数を増設したいとき
にはＩＲＣ（インターラプト・コントローラ）等の割込
み外付け装置を用いて割込みを制御しなければならず、
そのために既存の制御とは別に制御プログラムを作成し
なければならない。このため、装置のコストが上昇し、
別の制御プログラムにより処理が複雑化し、ソフト規模
の増大とバグ発生要因になるという問題があった。

【０００７】また、固定的に定義されないウインドウレ
ジスタを有するＣＰＵでは、外部割込みによりカレント
ウインドウポインタ値が変化し、前の状態を保存できな
い。つまり、ソフトデバッグに使用する埋込み型デバッ
ガでは、デバッガが外部割込みを起動してＣＰＵを停止
させ、そのときのレジスタ内容を調べるのであるが、外
部割込みでカレントウインドウポインタ値が強制的に変
化し使用するウインドウが移動するため、ＣＰＵ停止直
前の被デバッグプログラムの状態を保存できないという
問題があった。

【０００８】更に、ＰＣ及びｎＰＣを有するＲＩＳＣ型
ＣＰＵにはハード的に１命令実行の監視機能がなく、１
命令実行時にデバッガに割込みで通知してのステップ実
行が不可能である。この機能をソフト制御すると、プロ
グラム１命令毎に命令の解析が必要で、ソフト量が膨大
となり処理速度も遅くなるという問題があった。本発明
は上記の点に鑑みなされたもので、割込み外付け装置な
しに外部割込み数を増加でき、装置のコスト上昇を抑制
でき、また、ウインドウレジスタを用いたＣＰＵでデバ
ッグを行うことができ、また、ハード的な監視機能のな
いＣＰＵでソフト制御によるステップ実行を高速に行う
ことができるＣＰＵの拡張割込み制御方式及びそのＣＰ
Ｕで使用するデバッガを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＣＰＵの複数の割込み夫々のレベルに応じてアクセ
スされ、前記レベルに応じた割込みベクタを読み出すト
ラップテーブルと、別バスサイクルにより前記レベル内
の割込み番号を得る割込み番号取得手段と、前記トラッ
プテーブルから読み出された割込みベクタと、前記割込
み番号取得手段で得た割込み番号とからアドレステーブ
ルをアクセスするアドレスを求めるアドレス演算手段
と、複数の割込み夫々の種類に応じた割込みルーチンの
アドレスを登録されており、前記アドレス演算手段で求
められたアドレスでアクセスされるアドレステーブルと
を有する。

【００１０】このように、割込みのレベルに応じた割込
みベクタと、各レベルの割込み番号とからアドレステー
ブルのアドレスを算出し、各割込みに対応する割込みル
ーチンのアドレスを得るため、外部割込み数を上記割込
みのレベル数以上に増加でき、そのための外付け装置が
不要となり装置のコスト上昇を抑制できる。請求項２に
記載の発明は、複数のウインドウから構成され、カレン
トウインドウポインタによって使用するウインドウを指
示されるウインドウレジスタを有するＣＰＵで動作する
プログラムをデバッグするデバッガであって、前記デバ
ッガの起動による割込み時に前記カレントウインドウポ
インタの値を前記割込み前の状態に戻すポインタ補正手
段を有する。

【００１１】このため、デバッガ起動割込みによりデバ
ッグ対象のユーザプログラムを停止させたとき、割込み
直前のカレントウインドウポインタ値を知ることがで
き、ユーザプログラムで使用していたウインドウの内容
を認識でき、デバッグが可能となる。請求項３に記載の
発明は、請求項２記載のデバッガにおいて、前記デバッ
ガの起動による割込み時に動作モードを前記割込み前の
状態に戻すモード補正手段を有する。

【００１２】このため、デバッガ起動割込みによりデバ
ッグ対象のユーザプログラムを停止させたとき、ＣＰＵ
の動作モードをユーザプログラムの動作時の状態に戻す
ことができ、割込みを終了した後、ユーザプログラムを
再び動作させることが可能となる。請求項４に記載の発
明は、プログラムカウンタ及びネクストプログラムカウ
ンタを有するＣＰＵで動作するプログラムをデバッグす
るデバッガであって、前記ネクストプログラムカウンタ
が指示する次命令アドレスにステップ実行のブレーク命
令を埋め込むブレーク命令埋め込み手段を有する。

【００１３】このため、ハード的なステップ実行機能を
持たないＣＰＵでソフト的にステップ実行を行うことが
でき、その際に次命令アドレスを高速に知ることができ
るためステップ実行を高速に行うことができる。請求項
５に記載の発明は、請求項４記載のデバッガにおいて、
前記プログラムカウンタが分岐命令を指示するとき、前
記分岐命令を命令解析して前記ステップ実行のブレーク
命令を埋め込む命令のアドレスを算出する命令解析手段
を有する。

【００１４】このため、ネクストプログラムカウンタで
指示される次命令アドレス以外の次命令アドレスが存在
する分岐命令においても全ての次命令アドレスを知って
ステップ実行のブレーク命令を埋め込むことができる。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５記載のデバッ
ガにおいて、前記ブレーク命令の実行後、前記ブレーク
命令設定アドレスに埋め込み前の元の命令を書き込む復
元手段を有する。

【００１５】このため、デバッグ対象のユーザプログラ
ムのステップ実行を行った後、ユーザプログラムを元の
状態に戻すことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】まず、拡張割込み制御方式につい
て図１と共に説明する。図２において、割込みベクタ１
４をトラップテーブル２０とアドレステーブル２２とで
構成する。トラップテーブル２０はＣＰＵ１０内部で発
生した各種タイプの内部割込みと、ＣＰＵ１０外部から
ＣＰＵ１０の割込み機能ブロック１２を通して各種タイ
プの外部割込みとでアクセスされる。トラップテーブル
２０は図２に示すように、トラップタイプ０Ｈ〜１０Ｈ
（Ｈは１６進表示を示す）と、２０Ｈ〜ｆｆＨまでの２
４０個の内部割込みベクタと、トラップタイプ１１Ｈ〜
１ｆＨの１５個の外部割込みベクタに分けられており、
各割込みに対する処理である割込みベクタが登録されて
いる。

【００１７】上記のトラップテーブル２０内の１５個の
外部割込みベクタはレベル１から１５までの１５個のレ
ベルに分類されているが、本実施例では、このうちの７
個のレベルを使用している。このレベルは割込み機能ブ
ロック１２のユーザに開放されたブロック数（７個）に
対応している。なお、７個のレベル夫々における何番目
の外部割込みかを示す割込み番号はＣＰＵ１０からＡＳ
Ｉ（アドレス・スペース・インディファイア）等の別バ
スサイクルにより指示される。ここで、割込みレベルと
は割込みの優先度を表わす。優先度の低い割込みは優先
度の高い割込みに対して割込むことはできない。また、
割込みタイプとは割込みの機能を表わしている。図２に
示すサブ割込みベクタレジスタ２４には外部割込みの発
生によってトラップテーブル２０から読み出される同一
レベルの外部割込みベクタが格納され、このうちの１つ
が別バスサイクルによって指示される。

【００１８】アドレステーブル２２は図３に示すように
トラップタイプ０Ｈ〜ｆｆＨの内部割込みルーチンアド
レステーブルと、ベクタ８０Ｈ〜ｂｆＨの外部割込みル
ーチンアドレステーブルとから構成されている。各テー
ブルには夫々の制御ルーチン（トラップルーチン）の先
頭アドレスが登録されている。図４は内部割込みにより
トラップテーブル２０の内部割込みベクタがアクセスさ
れたとき実行される内部トラップ制御ルーチンのフロー
チャートを示す。同図中、ステップＳ１０では内部割込
みアドレステーブルの先頭アドレスを取得して変数Ａに
格納する。次にステップＳ１２でトラップテーブルベー
スレジスタのトラップタイプ値を変数Ｂに格納し、ステ
ップＳ１６で変数Ｂよりアドレステーブルの相対登録位
置を算出し変数Ｄに格納する。そしてステップＳ１８で
変数Ｄにより該当割込みに対するアドレステーブル２２
の登録アドレスを算出し、ステップＳ２０でアドレステ
ーブル２２をアクセスしてトラップルーチンへジャンプ
する。

【００１９】図５は外部割込みによりトラップテーブル
２０の外部割込みベクタがアクセスされたとき実行され
る外部トラップ制御ルーチンのフローチャートを示す。
同図中、ステップＳ３０では外部割込みアドレステーブ
ルの先頭アドレスを取得して変数Ｅに格納する。次にス
テップＳ３２で別バスサイクルにより割込み番号を取得
して変数Ｆに格納し、ステップＳ３６で変数Ｆよりアド
レステーブルの相対登録位置を算出し変数Ｈに格納す
る。そしてステップＳ３８で変数Ｈにより該当割込みに
対するアドレステーブル２２の登録アドレスを算出し、
ステップＳ４０でアドレステーブル２２をアクセスして
トラップルーチンへジャンプする。上記のステップＳ３
２が割込み番号取得手段、ステップＳ３６がアドレス演
算手段に対応する。

【００２０】このように割込みのレベルに応じた割込み
ベクタと、各レベルの割込み番号とからアドレステーブ
ルのアドレスを算出し、各割込みに対応する割込みルー
チンのアドレスを得るため、外部割込み数を上記割込み
のレベル数以上に増加でき、そのための外付け装置が不
要となり装置のコスト上昇を抑制できる。次に、本発明
の埋め込み型デバッガの動作概要について、図６と共に
説明する。図６においては、コマンド入力やデータ表示
を行ってデバッガを操作する端末３０と、デバッグ対象
のユーザプログラムが走行する実機３２と、実機３２に
埋め込まれているデバッガ３４とに大別して示す。同図
中、まず、端末３０からの割込みにより実機３２で走行
中のユーザプログラムは停止し、デバッガ３４に起動が
渡される。デバッガ３４は端末３０からの指示によりユ
ーザプログラムの走行状態や走行環境をモニタし、その
データを端末３０に送信し、端末３０で表示が行われ
る。

【００２１】次に端末３０からユーザプログラムの走行
開始指示が出されるとデバッガ３４が停止し、ユーザプ
ログラムの走行が開始される。更に、ユーザプログラム
がブレークポイントをヒットするとユーザプログラムは
停止してデバッガ３４に制御が移行し、デバッガ３４は
ユーザプログラムの走行状態や走行環境をモニタして端
末３０に送信する。

【００２２】図７は埋め込み型デバッガが行う割込み補
正処理の処理シーケンス図、図８は割込み補正処理の説
明図を示す。図７に示すようにデバッガ起動割込みが発
生すると、その直前でデバッグ対象ユーザプログラムで
例えば図８（Ａ）になし地で示すようにレジスタとして
５番ウインドウを使用し、Ｓビットが値０でユーザモー
ドであるとすると、上記デバッガが起動割込みによって
カレントウインドウポインタが１だけデクリメントさ
れ、図８（Ｂ）になし地で示すようにレジスタは４番ウ
インドウの使用を指示し、Ｓビットが値１となってスー
パーバイザモードとなる。またＰＳビットは前回のＳビ
ットを保存して値０となる。

【００２３】この後、埋め込み型デバッガ内のデバッガ
用割込みハンドラはカレントウインドウポインタを１だ
けインクリメントして前の状態に戻し、かつ、Ｓビット
をＰＳビットに保存された値０に戻し、図８（Ｃ）に示
す状態とする。これによって埋め込み型デバッガは割込
み直前にユーザプログラムが使用していた５番ウインド
ウの内容を取得してデバッガ動作を行うことができる。
上記のデータ取得が終了すると、そのままの状態でデバ
ッグ対象ユーザプログラムの走行に戻る。

【００２４】このように、デバッガの起動による割込み
時に前記カレントウインドウポインタの値を割込み前の
状態に戻すため、デバッガ起動割込みによりデバッグ対
象のユーザプログラムを停止させたとき、割込み直前の
カレントウインドウポインタ値を知ることができ、ユー
ザプログラムで使用していたウインドウの内容を認識で
き、デバッグが可能となる。

【００２５】また、デバッガの起動による割込み時に動
作モードを割込み前の状態に戻すため、デバッガ起動割
込みによりデバッグ対象のユーザプログラムを停止させ
たとき、ＣＰＵの動作モードをユーザプログラムの動作
時の状態に戻すことができ、割込みを終了した後、ユー
ザプログラムを再び動作させることが可能となる。次に
埋め込み型デバッガで使用するソフトウェア制御のステ
ップ実行について説明するステップ実行は次命令アドレ
スを取得してセーブ後、ブレーク命令を次命令アドレス
に埋め込み、つまり、次命令をブレーク命令で書き換え
て実行し、ハードウェア制御は行わない。ステップ実行
後のブレークヒット（埋め込んだブレーク命令の実行）
により上記ブレーク命令をセーブしていた元の命令にリ
カバ（書き戻し）する。

【００２６】ステップ実行強制終了は、ステップ実行中
のストップコマンド（強制終了）を有効とさせ、ステッ
プ実行処理を中止し、ブレーク命令をセーブデータより
元命令にリカバした後、通常処理へ移行する。次命令取
得は、基本的に、実行される次命令のアドレスはネクス
トプログラムカウンタｎＰＣにて保持されているので、
ネクストプログラムカウンタｎＰＣが指す次命令アドレ
スにブレーク命令を埋め込む。但し、分岐命令に関して
は、分岐先アドレスをネクストプログラムカウンタｎＰ
Ｃが指しているとは限らない為、命令解析にて分岐先ア
ドレスを取得又は、算出してからブレーク命令を埋め込
む。

【００２７】ステップ実行のブレーク命令は、ソフトウ
ェアブレークと同様にトラップ命令（割込み命令）によ
り割込みを発生させる。ブレーク命令にはセットトラッ
プ命令とリカバトラップ命令がある。まずセットトラッ
プ命令について説明する。第１に、ステップ実行用のセ
ットトラップ命令関数にて、次命令アドレスを取得し、
ステップ情報のブレーク設定アドレスに設定する。この
時に、ステップ情報設定を済とする。命令によっては、
最大３箇所設定される。

【００２８】第２に、ステップ情報設定済の場合、ステ
ップ情報のブレーク設定アドレス（次命令アドレス）の
元データをステップ情報の命令元データにセーブする。
第３に、ステップ情報のブレーク設定アドレスへトラッ
プ命令を書き込む。上記の第２，第３は、図９（Ａ）に
示すようにステップ情報の先頭より、ステップ用トラッ
プ設定ＭＡＸ分繰り返し処理を行う。なお、ステップ情
報とは、ステップ実行中の判定であり、図９のＳ実行情
報とは、飛び先アドレスとその命令のことである。ここ
で、Ｓブレーク情報４があるのは、コーディング方法や
コンパイラ展開によっては飛び先が同一となることがあ
るためである。

【００２９】次にリカバトラップ命令について説明す
る。第１に、ステップ実行用のリカバトラップ命令関数
にて、ステップ情報設定済の場合、ステップ情報のブレ
ーク設定アドレスへステップ情報の命令元データを書き
込む（リカバする）。この場合、図９（Ｂ）に示すよう
にセットトラップ命令とは逆にステップ情報の末尾よ
り、ステップ用トラップ設定をＭＡＸ分繰り返し処理を
行う。これは、セットトラップ命令時に、重複してブレ
ーク設定アドレスへトラップ命令が書き込まれている場
合があるためである。

【００３０】また、本デバッガの他機能（ソフトウェア
ブレーク）との競合対処として、ステップ用トラップ命
令リカバとソフトブレーク用トラップ命令リカバを同時
期に行う場合は、ステップ用トラップ命令リカバを先に
行う。これはステップ用とソフトブレーク用トラップ命
令が重複してブレーク設定アドレスへ書き込まれている
場合、必ず先にソフトブレーク用トラップ命令がセット
されているためである。

【００３１】次にステップ実行のための次命令の予測に
ついて説明する。ここでは、プログラムカウンタＰＣの
指示する命令を分析することにより、３種類の命令予測
パターンに分類する。図１０（Ａ）に示す１ポイント命
令予測パターンの場合、ネクストプログラムカウンタｎ
ＰＣをそのまま、次命令が実行命令とする。図１０
（Ｂ）に示す２ポイント命令予測パターンの場合、ネク
ストプログラムカウンタｎＰＣと飛び先ポイントを分析
し、２ポイントを予測実行命令とする。図１０（Ｃ）に
示す３ポイント命令予測パターンの場合、ネクストプロ
グラムカウンタｎＰＣと２飛び先ポイントを分析し３ポ
イントを予測実行命令とする。

【００３２】図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）では＊印付
き矢印を付した命令が飛び先ポイントを示している。こ
のように、ネクストプログラムカウンタｎＰＣの値を使
用することにより、次命令アドレスを高速に求めること
ができる。また、プログラムカウンタが分岐命令を指示
するとき、前記分岐命令を命令解析して前記ステップ実
行のブレーク命令を埋め込む命令のアドレスを算出する
ため、ネクストプログラムカウンタで指示される次命令
アドレス以外の次命令アドレスが存在する分岐命令にお
いても全ての次命令アドレスを知ってステップ実行のブ
レーク命令を埋め込むことができる。

【００３３】更に、ブレーク命令の実行後、ブレーク命
令設定アドレスに埋め込み前の元の命令を書き込むた
め、デバッグ対象のユーザプログラムのステップ実行を
行った後、ユーザプログラムを元の状態に戻すことがで
きる。デバッグ対象となるユーザプログラムで使用され
る命令について説明する。分岐命令は図１１に示す構成
であり、第３０，３１ビットのオペランドコードｏｐ
と、第２２〜２４ビットのオペランドコードｏｐ２とで
分岐命令の種類を表わす。第２９ビットのアナルビット
ａは値０で遅延命令随時実行、値１で条件付き分岐の場
合以外は遅延命令非実行を表わす。第２５〜２８ビット
のコンディションコードｃｏｎｄは値００００又は１０
００で無条件分岐命令、それ以外の値で条件分岐命令を
表わす。第０〜２１ビットのｄｉｓｐ２２はプログラム
カウンタからの相対アドレスを表わす。

【００３４】遅延命令（ＮＯＰ命令）はアナルビットａ
の値、及び指定された条件が真か否かにより図１２に示
す通りに実行／非実行が決定される。なお、上記のＮＯ
Ｐ命令はコンパイルにより自動的に生成される。ＳＰＡ
ＲＣプロセッサではジャンプ命令（分岐命令）の後は必
ずＮＯＰ命令を付けなければならないことになってい
る。これはＣＰＵのパイプライン制御のためである。

【００３５】プログラムカウンタＰＣが分岐命令を示す
とき、その分岐命令がａ＝０で遅延命令実行（条件付き
及び、無条件）のときネクストプログラムカウンタｎＰ
Ｃより分岐先にトラップ命令を埋め込む。また、ａ＝１
で遅延命令実行（条件付き成立）のときネクストプログ
ラムカウンタｎＰＣより分岐先にトラップ命令を埋め込
む。また、ａ＝１で遅延命令非実行（条件付き不成立及
び、無条件不成立）のときプログラムカウンタ＋８の分
岐先にトラップ命令を埋め込む。また、ａ＝１で遅延命
令非実行（無条件成立）のときｄｉｓｐ２２より分岐ア
ドレスを算出し、トラップ命令を埋め込む。（プログラ
ムカウンタ＋４×ｄｉｓｐ２２） 図１３は埋め込み型デバッガで実行する分岐先解析処理
のフローチャートを示す。同図中、ステップＳ５０でス
テップ情報（トラップセット）の第１ブレーク情報の設
定状態フラグをオンとし、ステップＳ５１で第１ブレー
ク情報の設定アドレスにネクストプログラムカウンタｎ
ＰＣの値を設定する。次にステップＳ５２でプログラム
カウンタＰＣの指すアドレスより１ワードを読み込み、
ステップＳ５３で分岐命令の判定を行い、分岐命令であ
れば第２ブレーク情報の設定状態フラグをオンとする。
次にステップＳ５５で第２ブレーク情報の設定アドレス
にプログラムカウンタＰＣ＋８を設定し（１命令が４バ
イトなのでＰＣの指す命令から２つ先の命令のアドレ
ス）、ステップＳ５６で第３ブレーク情報の設定状態フ
ラグをオンとする。

【００３６】次にステップＳ５７でｄｉｓｐ２２の正／
負判定を行い、負の場合はｄｉｓｐ２２の値の２の補数
を求め、ステップＳ５８で分岐アドレスを算出して（Ｐ
Ｃ−４×２の補数のｄｉｓｐ２２）第３ブレーク情報の
設定アドレスに設定する。またｄｉｓｐ２２が正の場合
はステップＳ５９で分岐アドレスを算出して（ＰＣ＋４
×ｄｉｓｐ２２）第３ブレーク情報の設定アドレスに設
定する。

【００３７】コール命令は図１４に示す構成で、第３
０，３１ビットのオペランドコードｏｐは値０１に固定
されている。第０〜第２９ビットのｄｉｓｐ３０はコー
ル実行時のプログラムカウンタからの相対アドレスを表
わす。コール命令のデバッグは基本的にステップ実行処
理を行うが、例えば既知の関数等のようにコール命令自
体をデバッグする必要のない場合には、前命令がコール
である場合にコール命令よりの戻りアドレスを取得して
セーブし、ブレーク命令を戻りアドレスに埋め込み実行
させることでステップアラウンド実行（コール命令内は
ステップ実行しない）を行う。

【００３８】ステップ実行のセットトラップ命令処理に
て、ステップアラウンド実行の場合、前命令がコール命
令である時は、戻りアドレスにブレーク命令を埋め込
む。但し、コール先がデータ集合体（構造体）を返却す
る場合は、呼び戻す関数へのコール命令に後続する遅延
命令後に未実装命令が設定されているため、戻りアドレ
ス取得に関しては考慮しなければならない。

【００３９】未実装命令は図１５に示す構成で、第３
０，３１ビットのオペランドコードｏｐが値００，か
つ、第２２〜２４ビットのオペランドコードｏｐ２が値
０００である。第０〜２１ビットのｄｉｓｐ２２は呼出
し元が期待する構造体のサイズである。図１６は埋め込
み型デバッガで実行するコール命令解析処理（ステップ
アラウンド実行）のフローチャートを示す。同図中、ス
テップＳ６２でプログラムカウンタＰＣの指すアドレス
より１ワードを読み込み、ステップＳ６３でコール命令
の判定を行い、コール命令であれば第２ブレーク情報の
設定状態フラグをオンとする。次にステップＳ６５で第
２ブレーク情報の設定アドレスにプログラムカウンタＰ
Ｃ＋８を設定し（１命令が４バイトなのでＰＣの指す命
令から２つ先の命令のアドレス）、ステップＳ５６で第
３ブレーク情報の設定状態フラグをオンとする。

【００４０】次にステップＳ６７でｄｉｓｐ３０の正／
負判定を行い、負の場合はｄｉｓｐ３０の値の２の補数
を求め、ステップＳ６８で分岐アドレスを算出して（Ｐ
Ｃ−４×２の補数のｄｉｓｐ３０）第３ブレーク情報の
設定アドレスに設定する。またｄｉｓｐ３０が正の場合
はステップＳ６９で分岐アドレスを算出して（ＰＣ＋４
×ｄｉｓｐ３０）第３ブレーク情報の設定アドレスに設
定する。

【００４１】次にステップＳ７０でステップ情報からス
テップアラウンド実行判定を行い、ステップアラウンド
実行中であればステップＳ７１で前命令を判定する。こ
の結果、前命令がコール命令のときはステップＳ７２に
進んで次命令が未実装命令かどうかを判定し、未実装命
令ならばステップＳ７３で第２ブレーク情報の設定状態
フラグをオンとし、ステップＳ７４で第２ブレーク情報
の設定アドレスにＰＣ＋８（ＰＣの指す命令から２つ先
の命令）を設定する。一方、未実装命令以外の場合には
ステップＳ７５で第２ブレーク情報の設定状態フラグを
オンとし、ステップＳ７６で第２ブレーク情報の設定ア
ドレスにＰＣ＋４（ＰＣの指す命令の次の命令）を設定
する。

【００４２】

【発明の効果】上述の如く、請求項１に記載の発明は、
ＣＰＵの複数の割込み夫々のレベルに応じてアクセスさ
れ、前記レベルに応じた割込みベクタを読み出すトラッ
プテーブルと、別バスサイクルにより前記レベル内の割
込み番号を得る割込み番号取得手段と、前記トラップテ
ーブルから読み出された割込みベクタと、前記割込み番
号取得手段で得た割込み番号とからアドレステーブルを
アクセスするアドレスを求めるアドレス演算手段と、複
数の割込み夫々の種類に応じた割込みルーチンのアドレ
スを登録されており、前記アドレス演算手段で求められ
たアドレスでアクセスされるアドレステーブルとを有す
る。

【００４３】このように、割込みのレベルに応じた割込
みベクタと、各レベルの割込み番号とからアドレステー
ブルのアドレスを算出し、各割込みに対応する割込みル
ーチンのアドレスを得るため、外部割込み数を上記割込
みのレベル数以上に増加でき、そのための外付け装置が
不要となり装置のコスト上昇を抑制できる。また、請求
項２に記載の発明は、複数のウインドウから構成され、
カレントウインドウポインタによって使用するウインド
ウを指示されるウインドウレジスタを有するＣＰＵで動
作するプログラムをデバッグするデバッガであって、前
記デバッガの起動による割込み時に前記カレントウイン
ドウポインタの値を前記割込み前の状態に戻すポインタ
補正手段を有する。

【００４４】このため、デバッガ起動割込みによりデバ
ッグ対象のユーザプログラムを停止させたとき、割込み
直前のカレントウインドウポインタ値を知ることがで
き、ユーザプログラムで使用していたウインドウの内容
を認識でき、デバッグが可能となる。また、請求項３に
発明は、請求項２記載のデバッガにおいて、前記デバッ
ガの起動による割込み時に動作モードを前記割込み前の
状態に戻すモード補正手段を有する。

【００４５】このため、デバッガ起動割込みによりデバ
ッグ対象のユーザプログラムを停止させたとき、ＣＰＵ
の動作モードをユーザプログラムの動作時の状態に戻す
ことができ、割込みを終了した後、ユーザプログラムを
再び動作させることが可能となる。また、請求項４に記
載の発明は、プログラムカウンタ及びネクストプログラ
ムカウンタを有するＣＰＵで動作するプログラムをデバ
ッグするデバッガであって、前記ネクストプログラムカ
ウンタが指示する次命令アドレスにステップ実行のブレ
ーク命令を埋め込むブレーク命令埋め込み手段を有す
る。

【００４６】このため、ハード的なステップ実行機能を
持たないＣＰＵでソフト的にステップ実行を行うことが
でき、その際に次命令アドレスを高速に知ることができ
るためステップ実行を高速に行うことができる。また、
請求項５に記載の発明は、請求項４記載のデバッガにお
いて、前記プログラムカウンタが分岐命令を指示すると
き、前記分岐命令を命令解析して前記ステップ実行のブ
レーク命令を埋め込む命令のアドレスを算出する命令解
析手段を有する。

【００４７】このため、ネクストプログラムカウンタで
指示される次命令アドレス以外の次命令アドレスが存在
する分岐命令においても全ての次命令アドレスを知って
ステップ実行のブレーク命令を埋め込むことができる。
また、請求項６に記載の発明は、請求項４又は５記載の
デバッガにおいて、前記ブレーク命令の実行後、前記ブ
レーク命令設定アドレスに埋め込み前の元の命令を書き
込む復元手段を有する。

【００４８】このため、デバッグ対象のユーザプログラ
ムのステップ実行を行った後、ユーザプログラムを元の
状態に戻すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の拡張割込み制御方式の構成図である。

【図２】トラップテーブルを示す図である。

【図３】アドレステーブルを示す図である。

【図４】内部トラップ制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図５】外部トラップ制御ルーチンのフローチャートで
ある。

【図６】埋め込み型デバッガの動作説明図である。

【図７】割込み補正処理の処理シーケンス図である。

【図８】割込み補正処理の説明図である。

【図９】ステップ情報を示す図である。

【図１０】命令予測パターンを示す図である。

【図１１】分岐命令の構成を示す図である。

【図１２】遅延命令の実行条件を示す図である。

【図１３】分岐先解析処理のフローチャートである。

【図１４】コール命令の構成を示す図である。

【図１５】未実装命令の構成を示す図である。

【図１６】コール命令解析処理のフローチャートであ
る。

【図１７】ＲＩＳＣ型ＣＰＵの機能ブロック図である。

【図１８】ウインドウレジスタの構成を説明するための
図である。

【符号の説明】

１０ ＲＩＳＣ型ＣＰＵ １２ 割込み機能ブロック １４ 割込みベクタ １６ プログラム制御ブロック ２０ トラップテーブル ２２ アドレステーブル ２４ サブ割込みベクタレジスタ

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 和広 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク１ 丁目１番５号 富士通北海道通信システム 株式会社内 (72)発明者 佐藤 秀俊 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク１ 丁目１番５号 富士通北海道通信システム 株式会社内 (72)発明者 田平 文明 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＣＰＵの複数の割込み夫々のレベルに応
   じてアクセスされ、前記レベルに応じた割込みベクタを
   読み出すトラップテーブルと、 別バスサイクルにより前記レベル内の割込み番号を得る
   割込み番号取得手段と、 前記トラップテーブルから読み出された割込みベクタ
   と、前記割込み番号取得手段で得た割込み番号とからア
   ドレステーブルをアクセスするアドレスを求めるアドレ
   ス演算手段と、 複数の割込み夫々の種類に応じた割込みルーチンのアド
   レスを登録されており、前記アドレス演算手段で求めら
   れたアドレスでアクセスされるアドレステーブルとを有
   することを特徴とするＣＰＵの拡張割込み制御方式。
2. 【請求項２】 複数のウインドウから構成され、カレン
   トウインドウポインタによって使用するウインドウを指
   示されるウインドウレジスタを有するＣＰＵで動作する
   プログラムをデバッグするデバッガであって、 前記デバッガの起動による割込み時に前記カレントウイ
   ンドウポインタの値を前記割込み前の状態に戻すポイン
   タ補正手段を有することを特徴とするデバッガ。
3. 【請求項３】 請求項２記載のデバッガにおいて、 前記デバッガの起動による割込み時に動作モードを前記
   割込み前の状態に戻すモード補正手段を有することを特
   徴とするデバッガ。
4. 【請求項４】 プログラムカウンタ及びネクストプログ
   ラムカウンタを有するＣＰＵで動作するプログラムをデ
   バッグするデバッガであって、 前記ネクストプログラムカウンタが指示する次命令アド
   レスにステップ実行のブレーク命令を埋め込むブレーク
   命令埋め込み手段を有することを特徴とするデバッガ。
5. 【請求項５】 請求項４記載のデバッガにおいて、 前記プログラムカウンタが分岐命令を指示するとき、前
   記分岐命令を命令解析して前記ステップ実行のブレーク
   命令を埋め込む命令のアドレスを算出する命令解析手段
   を有することを特徴とするデバッガ。
6. 【請求項６】 請求項４又は５記載のデバッガにおい
   て、 前記ブレーク命令の実行後、前記ブレーク命令設定アド
   レスに埋め込み前の元の命令を書き込む復元手段を有す
   ることを特徴とするデバッガ。