JPS63280345A - プログラム異常検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔１既　　要） コンピュータシステムにおけるプログラム異常検出方法
であって、マルチタスクオペレーティングシステムを用
いて、タスクレベルの最も低いタスクが所定の時間毎に
行うフラグ操作をタスクレベルの最も高いタスクが監視
することにより、それらの間のレベルのタスクにおける
実行中プログラムの異常を検出するものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明はコンピュータシステムにおけるプログラム異常
検出方法に関する。

通常、中型以上のコンピュータシステムにおいては、プ
ログラム異常検出のために、専用のハードウェア構成に
よるウォッチ・ドッグ・タイマ（ｗａｔｃｈ　ｄｏｇ　
ｔｉｍｅｒ）が備えられているが、パーソナルコンピュ
ータ等においては、このようなハードウェア構成による
ウォッチ・ドッグ・タイマは備えられていない。

そのため、このようなウォッチ・ドッグ・タイマを備え
ていないパーソナルコンピュータ等においても、実行中
のプログラムにおける異常が検出されるようなプログラ
ム異常検出方法が要望されていた。

〔従来の技術〕

前項に述べた、通常、中型以上のコンピュータシステム
に備えられている、ハードウェア構成によるウォッチ・
ドッグ・タイマとは、例えば、図示しないが、一定周期
のハードクロックを発生するハードクロック発生部、該
ハードクロ・、りをカウントするカウンタ、カウンタか
らキャリー信号（オーバ７０−）が出力されるとＣＰＵ
に対して割込み要求信号を出力する割込発生回路を備え
ており、ＣＰＵからプログラム処理終了により出力され
るリセット信号によってこのカウンタをリセットするよ
うに構成したものである。すなわち、ＣＰＵが１つのプ
ログラム処理終了毎にカウンタをリセットすることによ
り、正常な状態では常にＣＰＵにより、カウンタがリセ
ットされるが、プログラム処理が終了しない障害状態で
はカウンタはリセットされず、カウンタのカウント数が
所定の値に達することにより、ＣＰＵに対して、割込み
信号を出力するとともにプログラムの異常を検出するも
のである。

また、前項にも述べたように、従来、通常のパーソナル
コンピュータ等においては、上記のようなハードウェア
構成によるウォッチ・ドッグ・タイマの機能は備えられ
ていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来、コンピュータシステムにおいてプログラム異常を
検出するには、前述のような特別なハードウェア構成に
よるウォッチ・ドッグ・タイマを備える必要があり、そ
のようなハードウェア構成を備えていないパーソナルコ
ンピュータ等においては、適当なプログラム異常検出方
法がないという問題があった。

本発明は上記の問題点に鑑み、なされたもので、特別な
ハードウェア構成によるウォッチ・ドッグ・タイマを備
えることなく、プログラムの異常を検出できるような方
法を堤供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の基本的構成図である。

本発明においては、まず第１に、マルチタスク管理機能
とタイマ機能とを有するオペレーティングシステムを備
えるコンピュータシステムを前提としている。

上記のようなコンピュータシステムにおいて、異常検出
の対象となるプログラムが実行されるタスクを一般に単
数または複数のタスクからなる第１のタスク群１とし、 該第１のタスク群ｌのいずれのタスクよりも低いタスク
レベルに第２のタスク２を設定し、該第１のタスク群ｌ
のいずれのタスクよりも高いタスクレベルに第３のタス
ク３を設定する。

前記第２のタスク２は、前記第１のタスク群Ｉの連続動
作（実行）時間の最大値より長く定められた第１の時間
待機した後、所定のフラグ４を操作する。

前記第３のタスク３は、前記所定のフラグ４を監視し、
所定の第２の時間前記フラグ（４）の操作が行われなか
ったときには、これをプログラム異常として検出する。

〔作　用〕

マルチタスク管理機能を有するオペレーティングシステ
ムを備えることにより、マルチタスク処理が行い得る。

各タスクには優先順位が付与され、異常検出の対象とな
るプログラムが実行される゛第１のタスク群ｌよりも低
いタスクレベルに設定された第２のタスク２は、上記第
１のタスク群１における動作が全て停止しているときの
みに実行状態となり得る。動作が全て停止しているとき
とは、例えば、プログラムがシステムの資源の割当てや
事象の発生を待っている状Ｂ（待ち状態）あるいは、全
ての処理を終えた状Ｂ（終了状Ｂ）にあるときである。

前項目における第１のタスク群１の連続的動作時間の最
大値とは、第１のタスク群ｌにおける上記のような停止
から停止までの時間の最大値のことである。

該第２のタスク２は、オペレーティングシステムが備え
るタイマ機能を用いて前記タスクの連続動作時間の最大
値より長く設定された第１の時間待機した後に所定のフ
ラグ４を操作する。このとき、該第１の時間が経過して
フラグ４を操作しようとしたときに、再びＣＰＵが第１
のタスク群ｌの実行状態に戻っていた場合には、該第２
のタスク２は実行可能状態（タスクが実行するのに必要
なシステム資源はすでに確保し、ＣＰＵでの実行を待っ
ている状態）のまま、第１のタスク群１の動作が再び停
！ヒするまで待つ。このときの第２のタスク２の実行可
能状態における待ち時間は、該第１のタスク群ｌの構成
およびオペレーティングシステムにより異なるが、最大
でも前記第１の時間を一ヒまわることはない。したがっ
て前記第２のタスク２がフラグ４を操作する間隔は、ど
のようなシステムであっても高々前記第１の時間の２倍
以下である。

第３のタスク３は、上記所定のフラグ４を監視し、所定
の第２の時間内に、フラグ４が操作されていればプログ
ラム異常とは判断されない。

もし、第１のタスク群１の実行中のプログラムに何らか
の異常が発生して、閉ループ内を繰り返し回るような事
態が生ずると、前述の、正常時における、第１のタスク
群１の連続動作時間を超えても、第１のタスク群１の動
作が終了しない。そのため第１のタスク群１よりタスク
レベルの低い第２のタスク２は、前記第２の時間経過し
ても第１のタスク群ｌの動作が停止しないため、実行状
態に移ってフラグ４を操作することができない。

第３のタスク３は、このフラグ４の操作が所定の第２の
時間待われないことにより、プログラム異常の発生を検
出する。

なお、フラグ４が操作されないままの状態で、第３のタ
スク３がプログラムの異常を検出する（プログラム異常
と判断する）までの時間である第２の時間は、第１のタ
スク群ｌのプログラムが正常に実行された場合に第２の
タスク２がフラグ４を操作する間隔が最大どれだけにな
るかを考慮して、この最大時間を下まわらないように定
められる。前述のようにこれは第１のタスク群１の構成
およびオペレーティングシステムに依存する。

このようにして、マルチタスク管理機能およびタイマ機
能を有するオペレーティングシステムを用いることによ
り、ハードウェア構成によるウォッチ・ドッグ・タイマ
を備えることなしに、実行中のプログラム異常検出がな
される。

〔実施例〕

第２図は本発明により実行中の異常検出が行われるプロ
グラムの実行単位である第１のタスク群１よりも低いタ
スクレベルに設定されている第２のタスク２の動作フロ
ーの１例を示す図である。

第２のタスクでは、所定のフラグ４を′１”とするとい
う動作（ステップ２１）とフラグ４を“１”としだ後０
秒待つという動作（ステップ２２）とを繰り返す。ここ
で０秒とは、前述の第１の時間である。前述のように、
第２のタスク２は前記第１のタスク群ｌよりも低いタス
クレベルにあるので、より上位のタスクレベルのタスク
の実行が行われていない（待ち状態あるいは終了状態に
ある）ときのみ実行状態となり、その他のときは、上記
ｎ秒間待った後も実行可能状態のまま待機する。

第３図は前記第１のタスク群ｌよりも上位のタスクレベ
ルに設定された第３のタスクの動作フローの１例を示す
ものである。本実施例においては、パーソナルコンピュ
ータのオペレーティングシステムに備えられているタイ
マ割込みの機能を用い、第３のタスクは該タイマ割込み
を受けて動作する割込みハンドラ（割込み処理ルーチン
）となっている。本実施例では上記タイマ割込みは１秒
毎に発生するように設定され、この割込みを受けて第３
図のルーチンが実行される。前述のように、第３のタス
ク３は第２のタスク２はもちろん、第１のタスク群１の
いずれよりも上位のタスクレベルにあるので、第３図の
割込み処理ルーチンはこれらの全てに優先して行われる
。すなわち確実に１秒毎に行われる。

ステップ３０のスタートの後、ステップ３１において、
前記フラグ４が“ｌ”となっているかどうかを判断する
。もし“１″となっていれば、前記第１のタスク群１が
正常な時間内で連続した動作を停止もしくは終了したこ
とにより、第２のタスク２が実行状態となって、フラグ
４の操作（フラグ４を“１”とすること）を実行したと
いうことが６！認されたことになる。このとき、ステッ
プ３２においてこのフラグ４を０″に戻し、さらに、ス
テップ３３において、第２のタスク２がフラグ４を“１
”とするまでの時間をカウントしている内部カウンタの
計数値をリセット（“０″と）して、次にステップ３５
へ進む。

もし、ステップ３１においてフラグ４が“１”となって
いなかったときには、上記の、第２のタスク２がフラグ
４を“１”とするまでの時間をカウントする内部カウン
タをインクリメントしてステップ３５へ進む。

ステップ３５では前記内部カウンタの計数値を前述の第
２の時間に対応する判定値ｍと比較し、これを超えるこ
とがなければステップ３６で割込み処理を終了する。も
し、内部カウンタの計数値が判定値ｍを超えるときはこ
れにより、プログラム異常であることが検出される（ス
テップ３１）。

第４図は本発明のプログラム異常検出方法のタイミング
を示す図である。本図においては、各タスクの状態の時
間変化が、タスクが実行状態にあるときは実線で、タス
クが実行状態にないときについては破線で示されている
。第１のタスク群ｌを構成するタスクを第３図では１例
として、タスクＡおよびタスクＢによって示している。

第１のタスク群１のタスクの各々は第２のタスクより高
いタスクレベルにあるので、第１のタスク群のタスクの
いずれもが実行状態あるいは実行可能状態にないときに
のみ、第２のタスクは実行状態となり得る。例えば、第
４図の例では、時刻ｔ１より前、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻
ｔ、〜【１、および時刻り、〜ｔ９が、第２のタスクの
実行状態となっている。この間は第１のタスク群の全て
のタスクは、待ち状態あるいは終了状態にある。

他方第３のタスクは第１のタスク群のいずれのタスクよ
りも高いタスクレベルにあるので、第１のタスク群のタ
スクおよび第一２のタスクの実行状態に無関係に、１秒
毎のタイマ割込みを受けて前述の第３図に示される割込
み処理を行う。

第４図で、時刻ｔ０に第２のタスクが前述のフラグ４を
“ｌ”とすると、すぐ次のタイマ割込みにより第３のタ
スクがこのフラグ４を“０”としてその内部カウンタの
計数値を“Ｏ”にリセットする。第２のタスクは時刻ｔ
６でフラグ４を“ｌ”とした後、オペレーティングシス
テムが提供するタイマ機能により０秒待った後、再びフ
ラグ４を“１″としようとする（時刻ｔ４）。ここで０
秒は第２図の説明において述べたように、前記第１の時
間、すなわち、第１のタスク群における連続する動作時
間（第１のタスク群が連続して実行状態にある時間）の
最大値より長く定められた時間である。第４図において
も、上記０秒が経過する前に時刻ｔ２において第１のタ
スク群の全てのタスクが待ち状態に入り、第１のタスク
群における連続する動作時間がここで中断している。し
かし、前記ｎ秒経過する前に、時刻ｔ、より、再び第１
のタスク群のタスクＢが実行状態に入り、ｍｌ　ｎ秒経
過してフラグ４を“１゛にしようとする時刻ｔ４におい
ても、より上位レベルのタスクＢの実行状態は続いてお
り、第２のタスクはそのままの状態（実行可能状態）で
待機する。時刻ｔ、になって、ようやく、第１のタスク
群の実行状態が中断し、直ちに、第２のタスクはフラグ
４を“１′とする。

この間第３のタスクは、１秒毎のタイマ割込みによって
カウント（前記内部カウンタ計数値）をインクリメント
しているが、プログラム異常かどうかの判断基準となる
前述の第２の時間（第３図のステップ３５におけるｍ（
秒））は、第１のタスク群の構成やオペレーティングシ
ステムの特性を考慮して定められており、第３のタスク
のカウンタの計数値がｍを超える前に第１のタスク群に
おける連続する動作（実行）は中断される（時刻ｔｓ）
。

時刻１．にて第２のタスクがフラグ４を“１″としてｎ
秒待った時刻む、においては、第１のタスク群は待ち状
態にあり、第２のレベルは、直ちにフラグ４を“１″と
することができる。

ところで、第４図には、時刻ｔ、。から始まった第１の
タスク群のタスクＡの実行状態が停止することな←続い
ている様子が示されている。第２のタスクが時刻ｔ＠で
フラグ４を“ｌ”とした後、第３のタスクはその次のタ
イマ割込みにより該フラグ４を“０”とし、新たに１秒
毎のカウントを行なっており、上記タスクＡの実行状態
が長引くにつれ、該カウント値は増大し、ついに、前記
の上限値ｍ（秒）を超える。このようにしてプログラム
に何らかの異常があったことが検出される。

なお、以上の説明においては、第１のタスク群と称して
、異常検出の対象になるプログラムが実行されるタスク
は複数であるとしていたが、もちろん第１のタスク群は
単１のタスクからなるものであってもよく、この場合に
も上述の説明は当てはまるものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、特別なハードウェア構成によるウォッ
チ・ドッグ・タイマ等を備えることなく、実行中のプロ
グラムの異常を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成図、 第２図は第２のタスクの動作フローの１例を示す図、 第３図は第３のタスクの動作フローの１例を示す図、そ
して 第４図は本発明のプログラム異常検出方法のタイミング
図である。 （符号の説明）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　マルチタスク管理機能とタイマ機能とを有するオ
   ペレーティングシステムを備えてなるコンピュータシス
   テムにおける、実行するプログラムの異常を検出するプ
   ログラム異常検出方法であって、 前記プログラムが実行される第１のタスク群（１）のい
   ずれのタスクよりも低いタスクレベルに第２のタスク（
   ２）を設定し、該第１のタスク群（１）のいずれのタス
   クよりも高いタスクレベルに第３のタスク（３）を設定
   し、 前記第２のタスク（２）は、前記第１のタスク群（１）
   の連続動作時間の最大値より長く定められた第１の時間
   待機した後、所定のフラグ（４）を操作し、 前記第３のタスク（３）は、前記所定のフラグ（４）を
   監視し、所定の第２の時間前記フラグ（４）の操作が行
   われなかったときにはプログラムの異常として検出する
   ことを特徴とするプログム異常検出方法。
2. ２．　前記第３のタスク（３）は所定の監視時間毎に前
   記フラグ（４）の操作が行われているかどうかを監視し
   、該操作が行われていないときには所定の計数値をイン
   クリメントし、該操作が行われているときには、該フラ
   グ（４）を該操作前の状態に戻すと共に前記計数値をク
   リアする特許請求の範囲第１項記載のプログラム異常検
   出方法。