JPH0793182A

JPH0793182A - プログラムトレース方法

Info

Publication number: JPH0793182A
Application number: JP5238164A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kubota; 稔久保田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】特定の処理(トレース対象処理)に関してのみ
トレースデータを収集でき、トレース対象処理の関連タ
スク集合を事前に求めなくても、自動的に関連タスク集
合に属するタスク内でトレースを行うようにし、かつ、
これらを実現するに際して、アプリケーションプログラ
ムを変更しなくても、ＯＳだけで対処可能とするプログ
ラムトレース方法を提供すること。【構成】トレース対象処理を実行するために送受され
るメッセージ中にトレースを制御するデータ(トレース
制御データ)を付加し、前記トレース制御データにより
トレースを行うことを指定したメッセージを処理すると
きにのみトレースを行い、また、タスク内において、あ
る受信メッセージに起因して当該タスクから送られる送
信メッセージに受信メッセージのトレース制御データを
引き継ぎ、複数のノードにまたがって並行に行われる複
数の処理の中で、前記トレース対象処理に関するプログ
ラムだけをトレースすることを特徴とするプログラムト
レース方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラムトレース方法
に関し、特に分散処理システムを含む多重処理システム
のソフトウェアの機能確認，試験に好適に用い得るプロ
グラムトレース方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】システムを構成するノードは、１つ以上
のプロセッサとそれらのプロセッサが共有するメモリ、
および、プロセッサが制御する周辺装置から構成され
る。プロセッサ上では、アプリケーションプログラムを
制御するオペレーティングシステム(ＯＳ)が走行する。
本発明の適用対象となるシステムは、図１に示す如く、
１つ以上のノード１２１〜１２３が通信ネットワーク１
１０で結合されたシステムである。複数のノードが存在
する場合は、各ノードは共有メモリを持たず、通信ネッ
トワークで結合される。各ノードでは、複数のアプリケ
ーションプログラムが並行して(多重に)実行される。こ
のプログラムの多重処理単位を「タスク」１３１〜１３５
と呼ぶ。タスクは、その実行を制御するためのデータを
格納したタスク制御ブロック９１０と、タスク実行時の
作業領域となるスタック９２０から構成される。（図１
１参照）タスク間の情報のやり取りは、メッセージ通信１４１〜
１４２によって行われる。各タスクは、それぞれ一意に
定まる識別子(これを「タスク識別子」という)を持ち、こ
のタスク識別子を指定することにより分散処理システム
上の任意のノードにあるタスクにメッセージを送ること
ができる。なお、メッセージを送るタスクを「送信タス
ク」、メッセージを受信するタスクを「受信タスク」と呼
ぶ。

【０００３】メッセージは、図１０に示す如く、送信タ
スクと受信タスクの識別子等のメッセージ通信の制御情
報を格納したヘッダ８１０と、送信データを格納した本
体部８２０から構成される。送信側のタスクは、受信側
のタスクに引き継ぐデータをあるメモリ領域(以下、こ
れを「送信側メッセージバッファ」と呼ぶ)に書き込み、
ＯＳに受信側タスクに送るよう依頼する。受信側タスク
が同一ノードにあれば、ＯＳは受信側タスクがアクセス
可能なメモリ領域(以下、「受信側メッセージバッファ」
と呼ぶ)に、上述の送信側メッセージバッファの内容を
転送する。ＯＳは受信側タスクにメッセージが到着した
ことを通知し、受信側タスクは、上述の受信側メッセー
ジバッファの内容を読み出して処理を行う。また、受信
側タスクが送信側タスクと同一ノードになければ、送信
側ノードのＯＳが、受信側タスクが存在するＯＳに送信
側メッセージバッファの内容を通信ネットワークを用い
て転送する。受信側ノードのＯＳは、受信したメッセー
ジの内容を受信側メッセージバッファに転送し、受信側
タスクにメッセージが到着したことを通知し、受信側タ
スクは受信側メッセージバッファの内容を読み出して処
理を行う。

【０００４】メッセージの通信は、各ノードに存在する
ＯＳ１５１〜１５３によって制御される。アプリケーシ
ョンプログラムが起動するＯＳの機能を「ＯＳプリミテ
ィブ」と呼ぶ。メッセージ通信のＯＳプリミティブとし
て、以下のものを想定する。 msg_send：メッセージの送信(１６０) msg_receive：メッセージの受信(１７０) タスクの実行に伴なう状態遷移図を、図２に示す。タス
クはmsg_receive を実行した際に、メッセージが到着し
ていなければ、メッセージ待ち状態となってその処理を
中断する(２１０)。メッセージ待ち状態のタスクに新た
にメッセージが到着すると、そのタスクは実行を再開す
る(２２０)。タスクが処理を中断する場合は、そのタス
クはＯＳ内で実行途中(１８０)であり、処理を再開する
(１９０)とアプリケーションプログラムに制御が戻る。
試験担当者により予め指定されたプログラム(命令のア
ドレス)をタスクが実行した際に、その時点で予め指定
されたデータを収集することを、本発明においては、
「トレース」と呼ぶ。トレースの方法とこれを実行するた
めに必要となる項目を、図３に示す。

【０００５】また、トレースを行う時点をトレース契機
(３３０)、トレースにより収集されるデータをトレース
データ(３１０)、トレース契機でどのようなデータを収
集するかを指定する情報をトレースデータ種別(３２０)
と呼ぶことにする。トレース契機(３３０)は、プログラ
ム中の任意の時点を指定することが可能である。以下、
トレース契機(３３０)とそれに対応するトレースデータ
種別の集合を、「トレース制御情報」と呼ぶ。このトレー
ス制御情報は、試験担当者等によりＯＳに通知され(図
３中の３５０)、ＯＳはこれに基づいて、トレース契機
時にトレースデータを収集する制御を行う(同３６０)。
上述の如きシステムにおける従来の一般的なプログラム
トレース方法につき、以下、図４〜図６を用いて説明す
る。なお、説明を簡単にするため、ここでは、３つのノ
ードＡ(４２１)，Ｂ(４２２)，Ｃ(４２３)から成る分散
システムにおいて、処理１(４１１)，処理２(４１２)，
処理３(４１３)が並行して処理されているものとする。

【０００６】ノードＡのプロセッサに着目して全プログ
ラムの実行をトレースすると、図５に示す処理の流れか
ら、図６(ａ)に示す如く、処理１，処理２，処理３に関
するトレースデータが混在して出力され、ある特定の処
理(トレース対象処理)の機能確認やデバッグを行う場
合、不要なトレースデータも合わせて出力されるため、
多重度が高い場合には、必要なトレースデータのみを取
り出すことが困難になるという問題を生ずる。このよう
な問題を避けるため、トレース対象処理のみに着目した
プログラムのトレース方法として、タスク毎にトレース
を行う方法が、例えば、”マルチタスク交換向きＣＴＲ
ＯＮ用並行タスクデバッガ”(電子情報通信学会技術研
究報告,Ｖol.88,Ｎo.352.,ＳＳＥ88-161,pp.1-6,1988)
に提案されている。ここでは、この方法を、「タスクト
レース」と呼ぶことにする。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】タスクトレースでは、
例えば、タスクａ１(４３０)をトレース対象とすると、
タスクａ１が実行した処理に関するトレースデータのみ
が出力される。しかし、処理１に関して、タスクｂ１
(４４０)，タスクｃ(４５０)はトレース対象となってい
ないので、これらのタスクのトレースデータは出力する
ことができない。これを、図６(ｂ)に示す。また、トレ
ース対象処理が複数のタスクにまたがって行われる場
合、これらのタスクの集合を「関連タスク集合」と呼ぶこ
とにする。例えば、処理１では、タスクａ１(４１１)，
タスクｂ１(４４０)，タスクｃ(４５０)が関連タスク集
合となる。上述のタスクトレースを用いて、任意のタス
ク上でのトレース対象処理のすべてのトレースを行う場
合、関連タスク集合に属するタスクをトレース対象とし
なければならない。更に、複数のノードから成る分散シ
ステムにおいては、関連タスク集合を決定すること、お
よび、これら関連タスクをトレース対象として指定する
ことは、タスク数が多く、また、それらが複数のノード
に分散していることから、特に困難である。

【０００８】また、上述のタスクトレース法では、クラ
イアント・サーバモデルにおけるサーバの如く、複数の
タスクからの処理要求を受けるタスク(サーバタスク)に
おいては、トレース対象処理以外の処理のトレースデー
タも出力されてしまうという問題がある。例えば、タス
クｃ(４５０)は、処理１，処理２，処理３すべての処理
を行うため、タスクｃの実行に伴なって、トレース対象
処理が処理１でも処理２，処理３に関するトレースデー
タも出力される。これを、図６(ｃ)に示す。上述のサー
バタスクにおいてトレース対象処理のみのトレースデー
タを出力することは、実行中の処理がトレース対象がど
うかの判定処理が必要となるが、タスクトレースだけで
はこれを行うことはできない。アプリケーションプログ
ラムにこれらの判定処理を組み込めば可能となるが、運
用時には、不要となる試験・デバッグ処理をアプリケー
ションプログラムに記述することは望ましくない。つま
り、タスクトレース方法は、複数のノードから成る分散
システムを含めて、多数のタスクが複数の処理を並行に
実行する環境でのプログラムトレースには、十分な機能
を有しない。

【０００９】従って、このような環境におけるプログラ
ムトレースでは、図６(ｄ)に示す如く、トレース対象処
理に関するトレースデータのみが収集される方法が有効
である。本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、従来の技術における上述の如き
問題を解消し、以下の各項目に示す機能を有するプログ
ラムトレース方法を提供することにある。 (１)１つ以上のノードを有するシステムにおいて、複数
の処理に関し、それぞれの処理を行うために実行される
複数のタスクの実行過程のうち、特定の処理(トレース
対象処理)に関してのみトレースデータを収集できるよ
うにする。 (２)トレース対象処理の関連タスク集合を事前に求めな
くても、自動的に関連タスク集合に属するタスク内でト
レースを行うようにし、複数の処理に係わるタスクにお
いては、トレース対象処理に係わる場合にのみのトレー
スを行う。 (３)上述の(１)，(２)を実現するに際して、アプリケー
ションプログラムを変更しなくても、ＯＳだけで対処可
能とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、プロセ
ッサとメモリおよび周辺装置を有するノードが１つ以上
存在するシステムにおいて、それぞれのノードに多重処
理単位となるタスクが複数配置され、該複数のタスクが
互いにメッセージをやり取りすることで複数の処理を進
める場合に、前記複数の処理中のある特定の処理(トレ
ース対象処理)に着目して、該処理に関するプログラム
の実行をトレースする際に、前記トレース対象処理を実
行するために送受されるメッセージ中にトレースを制御
するデータ(トレース制御データ)を付加し、当該トレー
ス対象処理を実行するタスクにおいて、前記トレース制
御データによりトレースを行うことを指定したメッセー
ジを処理するときにのみトレースを行い、また、前記タ
スクに、前記トレース制御データの引き継ぎを制御する
情報を設定可能とすることにより、該タスク内におい
て、ある受信メッセージに起因して当該タスクから送ら
れる送信メッセージに受信メッセージのトレース制御デ
ータを引き継ぎ、複数のノードにまたがって並行に行わ
れる複数の処理の中で、前記トレース対象処理に関する
プログラムだけをトレースすることを特徴とするプログ
ラムトレース方法により達成される。

【００１１】

【作用】本発明に係わるプログラムトレース方法におい
ては、アプリケーションプログラムがメッセージ通信に
関してＯＳを呼び出す時点と、ＯＳからアプリケーショ
ンプログラムに制御が戻る時点とを、トレース契機とす
る。また、トレース対象処理に関するトレースのみを行
うために、メッセージに着目して、メッセージに含まれ
る制御情報(上述のトレース制御データ)により、トレー
ス実行を制御する。具体的には、トレース対象処理を行
うために送受されるメッセージをトレース状態とし、ト
レース状態にあるメッセージを処理する場合にのみトレ
ースを行うようにする。この処理の流れを、図７に示
す。この方法を、「メッセージトレース」と呼ぶ。なお、
トレース状態にないメッセージは、非トレース状態にあ
るといい、非トレース状態にあるメッセージを処理する
場合には、トレースを行わないようにする。

【００１２】トレース状態は、先に示した図１０中のメ
ッセージ中の制御情報８１０に含まれる「トレース状態
表示」８３０により指定する。なお、このトレース状態
表示８３０は、トレース制御データであり、”トレース
中”あるいは”非トレース中”の２つの値を持ち、それ
ぞれメッセージがトレース状態あるいは非トレース状態
にあることを示す。そして、ＯＳは、メッセージ受信時
に上述のトレース状態表示を調べ(図７中の５１０)、ト
レース状態の場合にはトレースデータを出力する(同５
７０)。また、トレース対象処理の関連タスク集合を事
前に求めなくても、関連タスク集合に属するタスク内で
自動的にトレースを行うようにするため、以下に述べる
如きトレース状態伝播機構を用いる。トレース状態伝播
機構の概要を、図８に示す。まず、トレース処理の開始
時に送られるメッセージをトレース状態とすることで、
特定処理のトレースを行うことを指定する。

【００１３】次に、タスクがトレース状態のメッセージ
を受け取ったとき、タスクを一時的にトレース状態(こ
れを「トレース活性状態」という)にし(図７中の５２
０)、図８(ｂ)に示す如く、この間に送信されるメッセ
ージは自動的にトレース状態とする(同５５０)。すなわ
ち、あるタスクの受信メッセージとそれに対応する送信
メッセージの間で、トレース状態が伝播される。トレー
ス活性状態は、タスクが新たにメッセージを受信した状
態で解除される(トレース非活性状態、同５３０)。この
ため、トレース対象処理以外の処理に対して、メッセー
ジがトレース活性状態となることはない。トレース非活
性状態のタスクから送信されるメッセージは、非トレー
ス状態となる(同５６０)。また、タスクのトレース状態
は、図１１に示す如く、タスクの実行を制御するデータ
を格納したタスク制御ブロック９１０に含まれるトレー
ス状態表示９３０により指定する。

【００１４】タスクのトレース状態表示は、”トレース
活性”あるいは”トレース非活性”の２つの値を持ち、
それぞれタスクがトレース活性状態あるいはトレース非
活性状態にあることを示す。ＯＳはメッセージ送信時
に、上述のタスクのトレース状態表示を調べ(図７中の
５４０)、トレース状態の場合には、トレースデータを
出力する(同５８０)。なお、タスクのトレース状態表示
は、メッセージのトレース制御データであるトレース状
態表示をタスク間で引き継ぐ処理を制御する情報であ
る。メッセージがトレース状態にあるか否かは、ＯＳが
メッセージ中のトレース状態表示を調べて判断して、ト
レース実行を制御する。また、タスクがトレース状態に
あるか否かは、ＯＳがタスク制御ブロック中のトレース
状態表示を調べて判断して、トレース実行を制御する。
従って、本発明に係わるプログラムトレース方法におい
ては、アプリケーションプログラムを変更して、トレー
スを実行するための処理を付加する必要はない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図９は、本発明の一実施例に係わる、移動
端末をサポートする交換システムにメッセージトレース
方法を適用したシステムを示す構成図である。本実施例
に係わるシステムは、図に示す如く、移動端末７１１〜
７１６と、これらの端末７１１〜７１６と直接接続さ
れ、端末７１１〜７１６を制御して通信を行う伝達制御
ノード７２１〜７２３と、これらの伝達制御ノード７２
１〜７２３を制御して呼に関するサービスの実行を制御
するサービス制御ノード７３０，上述の端末７１１〜７
１６の位置情報等を格納したデータベースノード７４０
から構成されている。上述の各ノード上で、前述の如
き、本発明に係わるプログラムトレース方法をサポート
するＯＳと、交換処理サービスを実現するアプリケーシ
ョンプログラムが走行する。アプリケーションプログラ
ムは、複数のタスクによって実行され、タスク間の情報
のやり取りは、メッセージ通信により行われる。

【００１６】各ノード上のアプリケーションプログラム
(サービスプログラム)は、複数の呼に関するサービスを
同時に制御する。従って、サービスプログラムの検証の
ためには、そのサービスを実行している特定の呼に関連
する処理のみをトレースすることが有効である。ここで
は、例として、図９において、端末７１１と７１２の間
の呼の処理をトレース対象処理とする。このとき、この
処理の関連タスク集合は、７５１〜７５４となる。端末
７１１を制御するタスクａ１(７５１)から送出されるメ
ッセージをトレース状態とすること、すなわち、タスク
ａ１(７５１)から送出されるメッセージ中の制御情報８
１０に含まれるトレース状態表示８３０をトレース状態
とすることにより、他の複数の呼(サービス)、例えば、
端末７１１と７１２，端末７１３と７１４，端末７１５
と７１６の間の呼の処理が混在する中で、端末７１１と
７１２の間の呼の処理のみをトレースすることが可能に
なる。

【００１７】より詳細に述べれば、タスクａ１(７５１)
から送出されるメッセージ中の制御情報８１０に含まれ
るトレース状態表示８３０をトレース状態としたメッセ
ージを受信したノードのＯＳは、図７に示した如き処理
を行うことにより、受信したメッセージのトレースデー
タを出力し(ステップ510，570)、タスクａ３(７５３)を
トレース活性状態とする(ステップ520)。その後、通常
のメッセージ受信処理を行う。また、タスクａ３(７５
３)からメッセージを送信する際には、上述の如く、タ
スクのトレース状態がトレース活性状態であることか
ら、トレースデータを出力し(ステップ540，580)、送信
メッセージのトレース状態表示をトレース中とする(ス
テップ550)。その後、通常のメッセージ受信処理を行
う。上述の動作が各ノードで実行されることで、複数の
呼(サービス)の処理が混在する中で、端末７１１と７１
２の間の呼の処理のみをトレースすることが可能になる
わけである。

【００１８】なお、データベースノード７４０における
サーバタスクｄ(７５２)は、すべての呼において呼び出
される可能性があるが、メッセージトレースを用いるこ
とにより、タスクａ３(７５３)からのメッセージを処理
する場合にのみ、トレースを行うことになる。上記実施
例によれば、分散システムを含めて複数の独立した処理
を多数のタスクが並行処理するシステムにおいて、それ
ぞれの処理を行うために実行される複数のタスクの実行
過程のうち、トレース対象処理に関してのみトレースデ
ータを収集することが可能になる。そのため、トレース
対象処理に関するトレースのみう場合に、関連タスク集
合を事前に求めなくても、自動的に、関連タスク集合に
属するタスク内でトレースを行うことが可能になる。す
なわち、トレースの指定を処理の開始時にのみ行えば、
ネットワークに分散する関連プログラムすべてをトレー
ス状態にしなくてもよい。また、複数の処理に係わるタ
スクにおいては、トレース対象処理に係わる部分のみの
トレースを行うことが可能である。

【００１９】上述の如く、１つ以上のノードで複数の処
理が並行に動作する環境において、アプリケーションプ
ログラムを変更することなく、特定の処理に関するプロ
グラムのみをトレースすることができるので、分散シス
テムも含めて多重処理プログラムの機能確認，試験を効
果的に行うことが可能になる。なお、本発明に係わるプ
ログラムトレース方法は、ノードが１つの場合において
も有効であり、同時に実行されるアプリケーションプロ
グラムの数が多く、タスク数が多い場合に、特に効果が
あるものである。なお、上記実施例は本発明の一例を示
したものであり、本発明はこれに限定されるべきもので
はないことは言うまでもないことである。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明によ
れば、 (１)１つ以上のノードを有するシステムにおいて、複数
の処理に関し、それぞれの処理を行うために実行される
複数のタスクの実行過程のうち、特定の処理(トレース
対象処理)に関してのみトレースデータを収集できる。 (２)トレース対象処理の関連タスク集合を事前に求めな
くても、自動的に関連タスク集合に属するタスク内でト
レースを行い、複数の処理に係わるタスクにおいてもト
レース対象処理に係わる場合にのみのトレースを行う。 (３)上述の(１)，(２)を実現するに際して、アプリケー
ションプログラムを変更しなくても、ＯＳだけで対処可
能とする。という機能を有するプログラムトレース方法を実現でき
るという顕著な効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される分散処理システムの構成例
を示す図である。

【図２】タスクの実行状態の遷移を示す図である。

【図３】プログラムトレース処理の方法とこれを実行す
るために必要となる項目を示す図である。

【図４】従来のプログラムトレース処理の方法を例示す
る図(その１)である。

【図５】従来のプログラムトレース処理の方法を例示す
る図(その２)である。

【図６】従来のプログラムトレース処理の方法を例示す
る図(その３)である。

【図７】本発明に係わるメッセージトレースを行うため
に必要なＯＳの処理を示す図である。

【図８】本発明に係わるメッセージトレースにおけるメ
ッセージトレース伝播の概念を示す図である。

【図９】本発明の一実施例に係わる移動体交換システム
を示す図である。

【図１０】メッセージの構造を示す図である。

【図１１】タスクの構造を示す図である。

【符号の説明】

１１０通信ネットワーク１２１〜１２３ノード１３１〜１３５タスク１５１〜１５３ＯＳ３１０トレースデータ３２０トレースデータ種別３３０トレース契機３４０トレース制御情報３５０トレース制御情報の指定３６０トレース実行制御５１０〜５８０ＯＳの処理ステップ６１０タスクのトレース活性状態６２０トレース状態の伝播７１１〜７１６移動端末７２１〜７２３伝達制御ノード７３０サービス制御ノード７４０データベースノード７５１〜７５４移動端末７１１−７１２間の呼の処理
の関連タスク集合８１０メッセージ制御情報８２０メッセージ中の通信データ８３０メッセージのトレース状態表示９１０タスク制御ブロック９２０タスクのスタック９３０タスクのトレース状態表示

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プロセッサとメモリおよび周辺装置を有
するノードが１つ以上存在するシステムにおいて、それ
ぞれのノードに多重処理単位となるタスクが複数配置さ
れ、該複数のタスクが互いにメッセージをやり取りする
ことで複数の処理を進める場合に、前記複数の処理中の
ある特定の処理(トレース対象処理)に着目して、該処理
に関するプログラムの実行をトレースする際に、前記ト
レース対象処理を実行するために送受されるメッセージ
中にトレースを制御するデータ(トレース制御データ)を
付加し、当該トレース対象処理を実行するタスクにおい
て、前記トレース制御データによりトレースを行うこと
を指定したメッセージを処理するときにのみトレースを
行い、また、前記タスクに、前記トレース制御データの
引き継ぎを制御する情報を設定可能とすることにより、
該タスク内において、ある受信メッセージに起因して当
該タスクから送られる送信メッセージに受信メッセージ
のトレース制御データを引き継ぎ、複数のノードにまた
がって並行に行われる複数の処理の中で、前記トレース
対象処理に関するプログラムだけをトレースすることを
特徴とするプログラムトレース方法。