JPH07105019A - 命令シミュレータ処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】スタークオーバーフロー時にも、行える命令シ
ミュレータ処理方式の提供。 【構成】シミュレータ１０１は、コンソール１０２の指
示情報の入力部１０６と、入力ファイル１０３のプログ
ラム情報のファイル入力部１０４と、プログラムメモリ
部１０８よりプログラム情報を読み出す命令入力部１１
６と、スタックメモリ部１１０を含むデータメモリ部１
０９と、レジスタメモリ部１１２と、命令解析部１１７
の命令解析結果による命令を実行する命令実行部１１８
と、スタックポインタ部１１５の値とスタック規定部１
２２の値とを比較照合する比較部１２３と、比較部１２
３の比較結果によりスタック操作先を切替える切替部１
２４と、入力部１０６の指示により、ファイル入力部１
０４、命令入力部１１６、命令解析部１１７、命令実行
部１１８およびスタック規定部１２２を制御する制御部
１０７と、制御部１０７による制御結果の出力部１０５
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は命令シミュレータ処理方
式に関し、特にマイクロコンピュータ用プログラムのシ
ミュレーション方法として用いられる命令シミュレータ
処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、どのようなプログラムにおい
ても、そのプログラムの命令シミュレーション中にはス
タック操作命令が実行されている。そして、そのスタッ
ク操作が幾重にも行われると、それに対応して、当該ス
タックは順次スタック領域に積まれてゆく。プログラマ
は、このスタック操作が最大幾重になるかを考慮して、
そのためのスタック領域を確保することが必要となる。
このスタック領域の直ぐ近くの領域までも、データ領域
として用いているプログラムの場合には、もしもスタッ
ク領域が正しく確保されずに不十分である場合には、当
該スタック領域を越えてデータ領域にまでもスタックが
積まれる状態となり、これにより、やがてはプログラム
が暴走する事態になる可能性がある。

【０００３】従来の命令シミュレータ処理方式において
は、命令シミュレーション中にスタック・オーバーフロ
ーになったか否かをチェックするために、予めスタック
・アドレスの下限値がスタックの規定値として入力され
ており、命令シミュレーション中にスタック操作命令が
実行される度に、スタック・ポインタがその規定値を下
回るか否かがチェックされて、当該規定値を下回ってい
る場合には警告メッセージが出力されるのが通例であ
る。しかしながら、警告メッセージを出すことはできる
ものの、一旦プログラムが暴走状態になると、それ以降
においては、正しくシミュレーションを継続して実行す
ることは不可能な状態となる。

【０００４】なお、「仮想記憶管理システム及び計算機
システム（特開平３−１１３５５０号公報）」において
は、スタック・オーバーフローによるエラー発生の回避
方法として、伸縮可能な仮想空間が提案されているが、
当該提案はＯＳなどのセルフ系のコンピュータのスタッ
ク処理に関する内容であり、従って、プログラム・メモ
リおよびスタック・メモリを含むデータ・メモリおよび
レジスタ・メモリが全て同じ一つのアドレス空間上の実
アドレスにマッピングされたマイクロコンピュータのプ
ログラムをシミュレーションによりデバッグする場合に
は、全てのメモリに対して、プログラム通りのアドレス
に対応するアドレス空間上においてデバッグする必要が
あり、シミュレーション上において各メモリを仮想空間
に割り当ててデバッグすることが許されないために、上
記の「仮想記憶管理システム及び計算機システム（特開
平３−１１３５５０号）」による提案は、この命令シミ
ュレータ処理方式には適用することは不可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の命令シ
ミュレータ処理方式においては、スタック・オーバーフ
ローになったか否かをチェックして、スタック・ポイン
タが所定の規定値を下回っている場合には、警告メッセ
ージを出すことはできるものの、一旦プログラムが暴走
すると、それ以降においては、正しくシミュレーション
を継続して実行することは不可能である。このために、
プログラムは、スタック・サイズの変更またはデータ領
域の割付け変更などを含むプログラムの再設計、プログ
ラムの修正およびアセンブラ・コンパイラ等によるオブ
ジェクト・ファイルの再作成を行って、再度シミュレー
ションを行うこととなり、このために、多くの時間が余
分に必要になるという欠点がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の命令シミュレー
タ処理方式は、命令解析手段、命令実行手段、プログラ
ムメモリ手段、データメモリ手段およびレジスタメモリ
手段を有するマイクロコンピュータの命令シミュレータ
処理方式において、所定のコンソールよりの指示情報を
入力する入力手段と、所定の入力ファイルよりプログラ
ム情報を入力して、前記プログラムメモリ手段に収納す
るファイル入力手段と、前記入力手段を介して前記コン
ソールより入力される指示情報を介して、所定のスタッ
ク規定値が設定されるスタック規定手段と、前記プログ
ラムメモリ手段よりプログラム情報を読み出して、前記
命令解析手段に出力する命令入力手段と、前記命令解析
手段による命令解析結果により、前記命令実行手段を介
して前記レジスタメモリ手段に設定された値と、前記ス
タック規定手段に設定されている値とを比較する比較手
段と、前記比較手段による比較結果を参照して、前記レ
ジスタメモリ手段に設定された値をそれぞれ識別して出
力する切替手段と、前記切替手段より識別されて出力さ
れる値をそれぞれ区分して収納するスタックメモリ手段
ならびに予備スタックメモリ手段と、をシミュレータと
して少なくとも備えて構成され、スタックが前記スタッ
ク規定値をオーバーしたことが検出される場合には、前
記予備スタックメモリ手段が、データメモリ中の前記ス
タックメモリ手段の延長として機能し、シミュレータの
実行を阻害することなく、正常にシミュレーション処理
を行うことを特徴としている。

【０００７】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【０００８】図１は本発明の一実施例のシステム構成図
である。図１に示されるように、本実施例は、シミュレ
ータ１０１と、コンソール１０２と、入力ファイル１０
３とを備えて構成されており、上記の主たる構成要素の
シミュレータ１０１は、コンソール１０２より起動指示
情報を入力する入力部１０６と、入力ファイル１０３よ
りプログラム情報を入力するファイル入力部１０４と、
入力されるプログラム情報を保持するプログラムメモリ
部１０８と、プログラムメモリ部１０８よりプログラム
情報を読み出す命令入力部１１６と、読み出されたプロ
グラム情報を受けて命令解析する命令解析部１１７と、
スタックメモリ部１１０を含むデータメモリ部１０９
と、ＢＣレジスタ部１１３、ＨＬレジスタ部１１４およ
びスタックポインタ部１１５を含むレジスタメモリ部１
１２と、データメモリ部１０９を操作するデータ操作命
令実行部１１９、スタックメモリ部１１０を操作するス
タック操作命令実行部１２０およびレジスタメモリ部１
１２を操作するレジスタ操作命令部１２１を含み、前記
命令解析部１１７の命令解析結果による命令を実行する
命令実行部１１８と、スタック規定部１２２と、スタッ
クポインタ部１１５の値とスタック規定部１２２の値と
を比較照合する比較部１２３と、比較部１２３の比較結
果によりスタック操作先を切替える切替部１２４と、予
備スタックメモリ部１１１と、入力部１０６の指示によ
り、ファイル入力部１０４、命令入力部１１６、命令解
析部１１７、命令実行部１１８およびスタック規定部１
２２を制御する制御部１０７と、当該制御部１０７によ
る制御結果をコンソール１０２に出力する出力部１０５
とを備えて構成される。

【０００９】図２は、利用者により作成された入力ファ
イル１０３のｓａｍｐｌｅアセンブラソースイメージの
プログラム情報の一部であり、その情報内容は下記のと
うりである。

【００１０】２０１：スタックポインタ（ＳＰ）の値を
Ｆ０００Ｈにする。

【００１１】２０２：ＢＣレジスタの値を１２３４Ｈに
する。

【００１２】２０３：ＨＬレジスタの値を５６７８Ｈに
する。

【００１３】２０４：ＢＣレジスタの内容をスタックに
積む。

【００１４】２０５：ＨＬレジスタの内容をスタックに
積む。

【００１５】２０６：スタックからラッチしてＢＣレジ
スタに入力する。

【００１６】２０７：スタックからラッチしてＨＬレジ
スタに入力する。

【００１７】図２において、このプログラムが、図２に
示される２０１の命令より２０７の命令まで正しくシミ
ュレートされると、一つのＰＵＳＨ命令により二つのス
タックが積まれるものとすると、スタックポインタ部１
１５の値は一時的に最大ＥＦＦＣＨの値まで小さくなっ
て、再びＦ０００Ｈの値となり、ＢＣレジスタ部１１３
には５６７８Ｈの値が入力され、またＨＬレジスタ部１
１４には１２３４Ｈの値が入力されることになる。

【００１８】図３は、利用者によるコソール１０２に対
する操作手順情報を示しており、その情報内容は下記の
とうりである。

【００１９】３０１：図２のプログラムをシミュレータ
に読み込む指示を示す。

【００２０】３０２：スタックアドレスの下限値として
のスタック規定値を、ＥＦＦＥＨにする指示を示す。

【００２１】３０３：プログラム実行指示を示す。

【００２２】利用者により、まずコンソール１０２に対
してプログラムロード指示入力が行われる（３０１）。
入力部１０６および制御部１０７による制御作用によ
り、プログラム情報（図２参照）が格納されている入力
ファイル１０３より、ファイル入力部１０４を介して当
該プログラム情報がプログラムメモリ部１０８に入力さ
れる。次いで、コンソール１０２に対して、スタックア
ドレスの下限値としてスタック規定値ＥＦＦＥＨの設定
指示が行われ（３０２）、入力部１０６により制御部１
０７に対し実行が指示される。そして、次に、コンソー
ル１０２に対してプログラム実行の指示が行われる（３
０３）。

【００２３】これを受けて、入力部１０６により制御部
１０７に対してプログラムの実行が指示され、制御部１
０７による制御作用により、プログラム実行の先頭の一
つ目の命令２０１（図２参照）がプログラムメモリ部１
０８より読み出されて、命令入力部１１６を介して命令
解析部１１７に入力される。命令解析部１１７において
は、当該命令内容が解析され、その解析結果は、レジス
タ操作命令実行部１２１を介してレジスタメモリ部１１
２に含まれるスタックポインタ部１１５に入力されて、
当該スタックポインタ部１１５にＦ０００Ｈが設定され
る。続いて、制御部１０７による制御作用により、命令
２０２（図２参照）がプログラムメモリ部１０８より読
み出されて、命令入力部１１６を介して命令解析部１１
７に入力される。命令解析部１１７においては、当該命
令内容が解析され、その解析結果は、レジスタ操作命令
実行部１２１を介してレジスタメモリ部１１２に含まれ
るＢＣレジスタ部１１３に入力されて、当該ＢＣレジス
タ部１１３に１２３４Ｈが設定される。

【００２４】同様にして、制御部１０７による制御作用
により、命令２０３（図２参照）がプログラムメモリ部
１０８より読み出されて、命令入力部１１６を介して命
令解析部１１７に入力される。命令解析部１１７におい
ては、当該命令内容が解析され、その解析結果は、レジ
スタ操作命令実行部１２１を介してレジスタメモリ部１
１２に含まれるＨＬレジスタ部１１４に入力されて、当
該ＨＬレジスタ部１１４に５６７８Ｈが設定される。次
いで、制御部１０７による制御作用により、命令２０４
（図２参照）がプログラムメモリ部１０８より読み出さ
れて、命令入力部１１６を介して命令解析部１１７に入
力される。命令解析部１１７においては、当該命令内容
が解析され、その解析結果は、レジスタ操作命令実行部
１２１を介して、レジスタメモリ部１１２に含まれるＢ
Ｃレジスタ部１１３に設定された値１２３４Ｈが読み出
されて、スタック操作命令実行部１２０に入力される。
スタック操作命令実行部１２０においては、まず、当該
値の上位値１２Ｈが分離されて切替部１２４に送られ
る。この際、スタックポインタ部１１５におけるＦ００
０Ｈの値は、スタック規定部１２２の値ＥＦＦＥＨより
も大きいので、切替部１２４を介して前記１２Ｈの値は
スタックメモリ部１１０にスタックとして積まれる。ま
た、スタックポインタ部１１５に設定された値は、デク
リメントされてＥＦＦＦＨとなる。次いで、更にスタッ
ク操作命令実行部１２０においては、当該値の下位値３
４Ｈが分離されて切替部１２４に送られるが、スタック
ポインタ部１１５における前記ＥＦＦＦＨの値は、スタ
ック規定部１２２の値ＥＦＦＥＨよりも大きいので、切
替部１２４を介して前記３４Ｈの値はスタックメモリ部
１１０にスタックとして積まれる。また、スタックポイ
ンタ部１１５に設定された値は、デクリメントされてＥ
ＦＦＥＨとなる。

【００２５】続いて、制御部１０７による制御作用によ
り、命令２０５（図２参照）がプログラムメモリ部１０
８より読み出されて、命令入力部１１６を介して命令解
析部１１７に入力される。命令解析部１１７において
は、当該命令内容が解析され、その解析結果は、レジス
タ操作命令実行部１２１を介してレジスタメモリ部１１
２に含まれるＨＬレジスタ部１１４に入力され、当該Ｈ
Ｌレジスタ部１１４の値５６７８Ｈが読み出されて、ス
タック操作命令実行部１２０に送られる。スタック操作
命令実行部１２０においては、まず、当該値の上位値５
６Ｈが分離されて切替部１２４に送られる。この際、ス
タックポインタ部１１５におけるＥＦＦＦＨの値は、ス
タック規定部１２２の値ＥＦＦＥＨよりも大きくないの
で、切替部１２４を介して前記５６Ｈの値は予備スタッ
クメモリ部１１１にスタックとして積まれる。また、ス
タックポインタ部１１５の値は、デクリメントされてＥ
ＦＦＤＨとなる。次いで、更にスタック操作命令実行部
１２０においては、当該値の下位値７８Ｈが切替部１２
４に送られるが、スタックポインタ部１１５における前
記ＥＦＦＤＨの値は、スタック規定部１２２の値ＥＦＦ
ＥＨよりも大きくないので、切替部１２４を介して前記
７８Ｈの値は予備スタックメモリ部１１１にスタックと
して積まれる。また、スタックポインタ部１１５の値
は、デクリメントされてＥＦＦＣＨとなる。

【００２６】続いて、制御部１０７による制御作用によ
り、命令２０６（図２参照）がプログラムメモリ部１０
８より読み出されて、命令入力部１１６を介して命令解
析部１１７に入力される。命令解析部１１７において
は、当該命令内容が解析され、スタック操作命令実行部
１２０により、切替部１２４に対する二つの値のラッチ
作用が行われる。この際、スタックポインタ部１１５の
値はインクリメントされてＥＦＦＤＨとなるが、この値
は、スタック規定部１２２の値ＥＦＦＥＨよりも大きく
ないので、切替部１２４を介して予備スタックメモリ部
１１１よりスタックが読み出されて、一つ目の値７８Ｈ
が下位値として命令実行部１１８に送られる。そして、
更に、スタックポインタ部１１５の値はインクリメント
されてＥＦＦＥＨとなり、この値は、スタック規定部１
２２の値ＥＦＦＥＨよりも大きくないので、切替部１２
４を介して予備スタックメモリ部１１１よりスタックが
読み出されて、二つ目の値５６Ｈが上位値として命令実
行部１１８に送られる。命令実行部１１８においては、
得られた値５６７８Ｈはレジスタ操作命令実行部１２１
に伝達され、レジスタ操作命令実行部１２１を介して、
ＢＣレジスタ部１１３に設定される。

【００２７】続いて、制御部１０７による制御作用によ
り、命令２０７（図２参照）がプログラムメモリ部１０
８より読み出されて、命令入力部１１６を介して命令解
析部１１７に入力される。命令解析部１１７において
は、当該命令内容が解析され、スタック操作命令実行部
１２０により、切替部１２４に対する二つの値のラッチ
作用が行われる。この際、スタックポインタ部１１５の
値はインクリメントされてＥＦＦＦＨとなるが、この値
は、スタック規定部１２２の値ＥＦＦＥＨよりも大きい
ので、切替部１２４を介してスタックメモリ部１１０よ
りスタックが読み出されて、一つ目の値３４Ｈが下位値
として命令実行部１１８に送られる。そして、更に、ス
タックポインタ部１１５の値はインクリメントされてＥ
０００Ｈとなり、この値は、スタック規定部１２２の値
ＥＦＦＥＨよりも大きいので、切替部１２４を介してス
タックメモリ部１１０よりスタックが読み出されて、二
つ目の値１２Ｈが上位値として命令実行部１１８に送ら
れる。命令実行部１１８においては、得られた値１２３
４Ｈはレジスタ操作命令実行部１２１に伝達され、レジ
スタ操作命令実行部１２１を介して、ＨＬレジスタ部１
１４に設定される。

【００２８】次に、スタック操作命令実行部１２１よ
り、切替部１２４に対して値Ｘを送出する場合の切替部
１２４における処理工程、即ちＰＵＳＨ処理の内容につ
いて、図４のフローチャートを参照して説明する。

【００２９】まず、ステップ４０１においては、スタッ
クポインタ（ＳＰ）の値とスタック規定値とが比較さ
れ、スタックポインタの値の方が大きい場合には、ステ
ップ４０２に進み、逆にスタックポインタの値の方が大
きくない場合には、ステップ４０３に移行する。ステッ
プ４０２においては、スタックメモリ部１１０に値Ｘが
積まれて、ステップ４０４に進む。他方ステップ４０３
においては、予備スタックメモリ部１１１に値Ｘが積ま
れて、ステップ４０４に進む。これらのステップ４０２
およびステップ４０３に続いて、ステップ４０４におい
ては、スタックポインタがデクリメントされて（ＳＰ−
１）、本処理工程は終了する。

【００３０】次に、スタック操作命令実行部１２０によ
り、切替部１２４に対して値Ｘをラッチする場合の切替
部１２４における処理工程、即ちＰＯＰ処理の内容につ
いて、図５のフローチャートを参照して説明する。

【００３１】まず、ステップ５０１においては、スタッ
クポインタがインクリメントされ、ステップ５０２にお
いて、スタックポインタ（ＳＰ）の値とスタック規定値
とが比較され、スタックポインタの値の方が大きい場合
には、ステップ５０３に進み、逆にスタックポインタの
値の方が大きくない場合には、ステップ５０４に移行す
る。ステップ５０３においては、スタックメモリ部１１
０より値Ｘが読み出されて本処理工程は終了する。他方
ステップ５０４においては、予備スタックメモリ部１１
１より値Ｘが読み出されて、本処理工程は終了する。

【００３２】次に、本発明の第２の実施例として、図３
に示される指示手順情報に基づいて図２のプログラム情
報が入力されると、コンソール１０２に予備スタックメ
モリ使用メッセージが出力されるシミュレータの場合に
ついて、図６のＰＵＳＨ処理のフローチャートを参照し
て説明する。

【００３３】まず、ステップ６０１においては、スタッ
クポインタ（ＳＰ）の値とスタック規定値とが比較さ
れ、スタックポインタの値の方が大きい場合には、ステ
ップ６０２に進み、逆にスタックポインタの値の方が大
きくない場合には、ステップ６０３に移行する。ステッ
プ６０２においては、スタックメモリ部１１０に値Ｘが
積まれ、ステップ６０５に進む。他方ステップ６０３に
おいては、予備スタックメモリ部１１１に値Ｘが積まれ
てステップ６０４に進む。ステップ６０４においては、
制御部１０７に対して、予備スタックメモリ部１１１使
用のメッセージを出すようにとの指示が行われ、出力部
１０５により、当該メッセージがコンソール１０２に出
力されて、ステップ６０５に移行する。これらのステッ
プ６０２およびステップ６０４に続いて、ステップ６０
５においては、スタックポインタがデクリメントされて
（ＳＰ−１）、本処理工程は終了する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、スタッ
クが規定値をオーバーしたことが検出されると、予備の
スタックメモリをデータメモリ中のスタックメモリの延
長として使用することにより、シミュレータの実行を停
止させることなく、正しくシミュレーション処理を行う
ことが可能となり、スタックのオーバーフローに起因す
るバグによるシミュレーション作業のやり直しを排除す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステム構成図である。

【図２】入力ファイルのプログラム情報を示す図であ
る。

【図３】コンソールに入力する指示手順情報を示す図で
ある。

【図４】第１の実施例におけるＰＵＳＨ処理のフローチ
ャートを示す図である。

【図５】第１の実施例におけるＰＯＰ処理のフローチャ
ートを示す図である。

【図６】第２の実施例におけるＰＵＳＨ処理のフローチ
ャートを示す図である。

【符号の説明】

１０１ シミュレータ １０２ コンソール １０３ 入力コンソール １０４ ファイル入力部 １０５ 出力部 １０６ 入力部 １０７ 制御部 １０８ プログラムメモリ部 １０９ データメモリ部 １１０ スタックメモリ部 １１１ 予備スタックメモリ部 １１２ レジスタメモリ部 １１３ ＢＣレジスタ部 １１４ ＨＬレジスタ部 １１５ スタックポインタ部 １１６ 命令実行部 １１７ 命令解析部 １１８ 命令実行部 １１９ データ操作命令実行部 １２０ スタック操作命令実行部 １２１ レジスタ操作命令実行部 １２２ スタック規定部 １２３ 比較部 １２４ 切替部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 命令解析手段、命令実行手段、プログラ
   ムメモリ手段、データメモリ手段およびレジスタメモリ
   手段を有するマイクロコンピュータの命令シミュレータ
   処理方式において、 所定のコンソールよりの指示情報を入力する入力手段
   と、 所定の入力ファイルよりプログラム情報を入力して、前
   記プログラムメモリ手段に収納するファイル入力手段
   と、 前記入力手段を介して前記コンソールより入力される指
   示情報を介して、所定のスタック規定値が設定されるス
   タック規定手段と、 前記プログラムメモリ手段よりプログラム情報を読み出
   して、前記命令解析手段に出力する命令入力手段と、 前記命令解析手段による命令解析結果により、前記命令
   実行手段を介して前記レジスタメモリ手段に設定された
   値と、前記スタック規定手段に設定されている値とを比
   較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果を参照して、前記レジスタ
   メモリ手段に設定された値をそれぞれ識別して出力する
   切替手段と、 前記切替手段より識別されて出力される値をそれぞれ区
   分して収納するスタックメモリ手段ならびに予備スタッ
   クメモリ手段と、 をシミュレータとして少なくとも備えて構成され、スタ
   ックが前記スタック規定値をオーバーしたことが検出さ
   れる場合には、前記予備スタックメモリ手段が、データ
   メモリ中の前記スタックメモリ手段の延長として機能
   し、シミュレータの実行を阻害することなく、正常にシ
   ミュレーション処理を行うことを特徴とする命令シミュ
   レータ処理方式。