JPH11224209A - デバッグ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブレーク処理用の専用ハードウェアが必要と
なったり、ユーザプログラムで自番地ブレークが発生す
る可能性のある部分全てにＮＯＰ命令を書き込む必要が
あったりする。 【解決手段】 ステップ実行あるいはブレークアドレス
付き実行の開始前に、ユーザプログラム領域２の第１の
ブレークアドレスに書かれているＢＢＣ命令をモニタワ
ーク領域９の領域１０にコピーして、その相対ジャンプ
先のオフセット値を調整し、モニタワーク領域の領域１
１に第２のブレークアドレスへのＪＭＰ命令を、領域１
２に第１のブレークアドレスへのＪＭＰ命令を設定し、
ユーザプログラム領域の第１および第２のブレークアド
レスのオペコードをＢＲＫ命令に書き替える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自番地への条件
分岐や無限ループのデバッグ方法に関し、特にそのスタ
ートアドレスとブレークアドレスが同一番地である命令
を実行した場合にのみ実行後ブレークさせることができ
る、ステップ実行およびブレークアドレス付き実行のソ
フトウェアブレーク処理に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プログラムのデバッグを実行するモニタ
デバッガでは、一般的にハードウェアブレークはなく、
ブレークさせるアドレスの命令をソフトウェア割り込み
命令に書き替えることでソフトウェアブレーク処理を実
現させるいわゆる実行前ブレークである。

【０００３】図５はそのようなモニタデバッガにおける
シングルステップ動作を説明するためのサンプルリスト
を示す説明図であり、図６はそのサンプルリストのメモ
リイメージを示す説明図である。図５に示すように、４
０００Ｈ番地からステップ実行をする場合、図５の命令
１はＢＢＣ命令（判断分岐命令）なので、ラベル“ＬＯ
ＯＰ”に分岐する可能性がある。この場合、スタートア
ドレスとブレークアドレスが一致するため、いわゆる自
番地ジャンプになる。この時４０００Ｈ番地からステッ
プ実行を行うと、まずモニタプログラムの処理として、
図６に示すユーザプログラム領域２の４０００Ｈ番地の
領域３に格納されているオペコード（ＢＢＣ命令のオペ
コード“１７Ｈ”）と、４００３Ｈ番地の領域４に格納
されているオペコード（ＬＤＡ命令のオペコード“Ａ９
Ｈ”）をモニタプログラムのワーク領域（以下、モニタ
ワーク領域という）に退避する。

【０００４】その後、当該モニタワーク領域に退避され
たオペコードが格納されていたブレークアドレスの領
域、すなわち４０００Ｈ番地の領域３と４００３Ｈ番地
の領域４とにＢＲＫ命令（ソフトウェア割り込み命令）
をそれぞれ挿入して４０００Ｈ番地から実行を開始す
る。まず４０００Ｈ番地の命令をフェッチすると、そこ
にはＢＲＫ命令が存在しているため、結果的にユーザプ
ログラムを実行せずにモニタプログラムに復帰してしま
う。

【０００５】この動作により以下のような現象が発生す
る。すなわち、図５に示すようなＢＢＣ命令により指定
ビットの変化が起きるまでループさせるような処理部分
をステップ実行させた場合、図６に示したユーザプログ
ラム領域２の領域３および領域４をＢＲＫ命令に書き替
えているため、結果的にプログラムカウンタがユーザプ
ログラム領域２の領域４に到達しないことになる。した
がって、指定されたビットが実際には変化していたとし
ても、ＢＢＣ命令は実行されずにモニタプログラムに復
帰してしまう。このことによりループ処理から復帰する
ことができず、モニタデバッガ上では無限ループの状態
になってしまう。

【０００６】従来、このような無限ループの状態になっ
てしまうという現象は、以下に説明する手法を用いるこ
とによって回避していた。すなわち、第１の手法は、ブ
レーク回路を使用し、ブレークアドレスとＭＣＵ（マイ
クロコンピュータユニット）のアドレスバス上のデータ
とが一致した場合に、ハードウェアによって強制的にブ
レーク命令（ソフトウェア割り込み）、またはデバッガ
専用割り込み（ＤＢＣ割り込み等）をフェッチさせてブ
レーク（ユーザプログラムからデバッガヘ復帰）するも
のである。この方法はいわゆる実行後ブレークと呼ばれ
るもので、主にエミュレータデバッガで用いられてい
る。この方法では、エミュレータ本体内のＭＣＵがブレ
ークアドレスに到達し、ブレーク回路によって強制的に
ブレーク命令を実行するまでの間にＢＢＣ命令を実行し
てしまうため、スタートアドレスと同一の番地にブレー
クポイントを設定した場合でも、「命令が実行されずに
モニタプログラムに復帰してしまう」という現象は発生
しない。

【０００７】また、第２の手法は、ユーザのソースプロ
グラム（ユーザプログラム）そのものを変更し、スター
トアドレスとブレークアドレスを異なったアドレスにす
るものである。具体的な方法としては、図５に示すサン
プルリストを図７のように変更する。つまり、図７に示
すように分岐先のラベル“ＬＯＯＰ”とＢＢＣ命令１の
間にＮＯＰ命令５を挿入することによって、スタートア
ドレスとブレークアドレスとを異なるアドレスにする。
これにより、図８に示すユーザプログラム領域２の４０
００Ｈ番地の領域３の代わりに３ＦＦＦＨ番地の領域６
がＢＲＫ命令に書き替えられることになるため、４００
０Ｈ番地のＢＢＣ命令を実行したあと３ＦＦＦＨ番地に
分岐し、その時点でＢＲＫ命令を実行してモニタプログ
ラムに復帰する。

【０００８】なお、このような従来のデバッグ方法に関
連する記載のある文献としては、例えば特開平２−２８
４２３６号公報、特開平４−８８４３８号公報、特開平
５−２４１８８９、特開平７−４４４１９号公報などが
ある。上記特開平２−２８４２３６号公報はステップ実
行そのものの実現に関するものであり、特開平４−８８
４３８号公報および特開平５−２４１８８９号公報はＢ
ＢＣ命令をステップ実行する場合の２ヶ所のブレークポ
イントを判定する方法を開示したものである。また、特
開平７−４４４１９号公報はハードウェアでユーザが使
用するメモリ空間を限定せずにデバッグさせるためのモ
ニタ空間の使用について開示したものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のデバッグ方法は
以上のように構成されているので、第１の手法で無限ル
ープ状態となるのを回避する場合には、ブレークさせる
ための専用ハードウェアが必要となるため、デバッグシ
ステムの部品点数およびコストが増大するという課題が
あった。本来、モニタデバッガを使用したデバッグシス
テムでは「小型、低価格で基本的なデバッグ環境を提供
すること」が目的となるため、ブレーク処理専用のハー
ドウェアは組み込まないのが一般的である。

【００１０】また、第２の手法で無限ループ状態となる
のを回避する場合には、ユーザのソースプログラムで自
番地ブレークが発生する可能性のある部分全てに、直接
ＮＯＰ命令５を書き込む必要があるため、書き込みの手
間がかかり、書き込んだＮＯＰ命令５の分だけオブジェ
クトが増加してしまうといった課題があった。なお、デ
バッグ時のみユーザのソースプログラムにＮＯＰ命令５
を挿入し、ＲＯＭ化時に挿入したＮＯＰ命令５を削除す
る方法も考えられるが、この方法だと、デバッグ時のプ
ログラムとＲＯＭ化時のプログラムが異なり、ＮＯＰ命
令５の書き込み／削除という本来のプログラムには全く
関係のない余分な作業を必要とするなどの問題があっ
た。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、ブレーク処理専用のハードウェア
を使用せず、かつＮＯＰ命令の挿入も必要とせずに、ス
タートアドレスとブレークアドレスが同一番地である命
令を実行した場合にのみ実行後ブレークさせるデバッグ
方法を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明に係るデバッグ
方法は、ステップ実行あるいはブレークアドレス付き実
行をする際に、スタートアドレスに書かれているＢＢＣ
命令を、スタートアドレスとブレークアドレスが同一で
あった場合にのみモニタワーク領域で実行させ、ユーザ
プログラムに復帰するようにしたものである。

【００１３】この発明に係るデバッグ方法は、第１のブ
レークアドレスに書かれているＢＢＣ命令を、ステップ
実行あるいはブレークアドレス付き実行の開始前にモニ
タワーク領域にコピーして、このＢＢＣ命令の相対ジャ
ンプ先のオフセット値を調整し、第２のブレークアドレ
スへの絶対ジャンプ命令をモニタワーク領域の次の領域
に、第１のブレークアドレスへの絶対ジャンプ命令をさ
らにその次の領域に設定し、第１および第２のブレーク
アドレスのオペコードをＢＲＫ命令に書き替えるように
したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるデ
バッグ方法における、自番地ブレーク時のステップ実行
の動作を示した説明図である。図において、２はユーザ
プログラムが格納されるユーザプログラム領域、３はそ
の第１のブレークアドレス（４０００Ｈ番地）の領域、
４は第２のブレークアドレス（４００３Ｈ番地）の領域
であり、７は当該ユーザプログラム領域２の領域３に格
納された命令（ＢＢＣ命令）のオペランドが格納されて
いる領域である。なお、上記ユーザプログラム領域２と
その領域３および４は、図６に同一符号を付して示した
部分と同一の部分である。

【００１５】８はユーザプログラム領域２の領域３や領
域４に挿入されたＢＲＫ命令によって処理がユーザプロ
グラムより復帰するモニタプログラムであり、９はこの
モニタプログラム８によって使用されるモニタワーク領
域（モニタプログラムのワーク領域）である。なお、こ
のモニタワーク領域９はＲＡＭ上に配置される。１０は
このモニタワーク領域９上に設けられた、ユーザプログ
ラムのＢＢＣ命令部が退避される領域であり、１１は同
じくユーザプログラムのＢＢＣ命令部の次に実行される
ＬＤＡ命令へ分岐させるためのＪＭＰ命令（絶対ジャン
プ命令）が設定される領域、１２は同じくユーザプログ
ラムのＢＢＣ命令が相対ジャンプするアドレスへ分岐さ
せるためのＪＭＰ命令が設定される領域である。

【００１６】次に動作について説明する。ここで、図２
はこの発明の実施の形態１におけるモニタプログラム８
のステップ実行処理の手順を示すフローチャートであ
り、図３は同じくユーザプログラムのステップ実行時の
動作の手順を示すフローチャートである。また、図４は
この発明の実施の形態１による処理の流れを示す概念図
であり、この実施の形態１によるステップ実行およびブ
レークアドレス付き実行を二点鎖線で、従来のステップ
実行およびブレークアドレス付き実行を一点鎖線で対比
させて示している。

【００１７】モニタデバッガからの指示によってユーザ
プログラム実行前処理が開始されると、モニタプログラ
ム８は図５に示す命令１をステップ実行するに際して、
スタートアドレスとブレークアドレスが同一か否かをス
テップＳＴ１において判定する。その結果、スタートア
ドレスとブレークアドレスが同一であった場合、ステッ
プＳＴ２に分岐してスタートアドレス上の命令がＢＢＣ
命令であるか否かを判定する。その判定方法としては、
スタートアドレス上の機械語（オペコード部）がＭＣＵ
の保有するＢＢＣ命令の何れか一つと一致するか否かで
行い、一致するものがなかった場合はＢＢＣ命令ではな
いと判断する。

【００１８】ＢＢＣ命令ではないと判定された場合には
ステップＳＴ３に進み、スタートアドレス上の機械語か
ら何バイト命令であるかをモニタＲＯＭ上のデータテー
ブルより検索し、そのバイト数分だけユーザプログラム
領域２からモニタワーク領域９にコピーする。仮にスタ
ートアドレスが４０００Ｈ番地で、そのアドレスに３バ
イト命令が存在する場合は、ユーザプログラム領域２の
４０００Ｈ番地〜４００２Ｈ番地までの３バイトの機械
語をモニタワーク領域３にコピーする。次にステップＳ
Ｔ４において、モニタワーク領域３上の当該機械語のコ
ピー領域の先頭アドレスに前記バイト数を加算した番地
に、ユーザプログラムが次に実行する命令のアドレスへ
分岐するためのＪＭＰ命令を設定する。

【００１９】一方、ステップＳＴ２の判定にてＢＢＣ命
令であると判断された場合には、処理をステップＳＴ５
に進めて、そのＢＢＣ命令が何バイトの命令であるかを
判定する。具体的には、そのＢＢＣ命令が２バイト命令
であるか３バイト命令であるかの判定を行う。なお、こ
の判定方法もステップＳＴ３の場合と同様であり、ＢＢ
Ｃ命令の機械語から何バイト命令であるかをモニタＲＯ
Ｍ上のデータテーブルより検索することによって行う。
よって、図２に符号１３を付して破線で囲んだ処理フロ
ー部分が、ＢＢＣ命令のステップ実行をするための前処
理となる。以下にその前処理について述べる。

【００２０】図６に示した例によれば、ユーザプログラ
ム領域２の領域３に格納されているユーザプログラム上
のＢＢＣ命令は３バイト命令であるので、処理はステッ
プＳＴ５からステップＳＴ６に進み、そのスタートアド
レスから３バイトを図１に示すモニタワーク領域９の領
域１０にコピーする。すなわち、ユーザプログラム領域
２の領域３に格納されているＢＢＣ命令のオペコード
と、それに続く２バイトのオペランドが、モニタワーク
領域９の領域１０にコピーされる。その際、ステップＳ
Ｔ７において、ユーザプログラム領域２の領域７（オペ
ランド部）の相対ジャンプのオフセット値を“３”に書
き替えてからコピーする。

【００２１】次にステップＳＴ８に進み、モニタワーク
領域９のコピー領域先頭アドレス０４７ＣＨ番地に
“３”を加えた０４７ＦＨ番地以下の３バイトの領域、
すなわち領域１１に、第２のブレークアドレスであるユ
ーザプログラム上のＢＢＣ命令の次に実行するＬＤＡ命
令のアドレス（４００３Ｈ番地）ヘ分岐させるためのＪ
ＭＰ命令を設定する。その後ステップＳＴ９において、
モニタワーク領域９のコピー領域先頭アドレス０４７Ｃ
Ｈ番地に“６”を加えた０４８２Ｈ番地以下の３バイト
の領域、すなわち領域１２に、第１のブレークアドレス
であるユーザプログラム上のＢＢＣ命令が相対ジャンプ
するアドレス（４０００Ｈ番地）へ分岐させるためのＪ
ＭＰ命令を設定する。

【００２２】一方、ユーザプログラム上のＢＢＣ命令が
２バイト命令であれば、処理はステップＳＴ５からステ
ップＳＴ１０に分岐して、そのスタートアドレスから２
バイト分をモニタワーク領域９にコピーする。その際、
ステップＳＴ１１にて領域７の相対ジャンプのオフセッ
ト値を書き替えてコピーする。その後ステップＳＴ１２
に進み、モニタワーク領域９のコピー領域先頭アドレス
に“２”を加えた番地以下の３バイトの領域に、ユーザ
プログラム上の第２のブレークアドレスに分岐させるた
めのＪＭＰ命令を設定する。次にステップＳＴ１３にお
いて、モニタワーク領域９のコピー領域先頭アドレスに
“５”を加えた番地以下の３バイトの領域に、ユーザプ
ログラム上の第１のブレークアドレスに分岐させるため
のＪＭＰ命令を設定する。

【００２３】ステップＳＴ４、ステップＳＴ９、あるい
はステップＳＴ１３によるＪＭＰ命令の設定が終了する
と処理をステップＳＴ１４に進め、ユーザプログラム領
域２上の第１のブレークアドレスの領域３および第２の
ブレークアドレスの領域４のオペコードをＢＲＫ命令に
書き替える。次にステップＳＴ１５にて各レジスタの復
帰を行った後、ステップＳＴ１６においてジャンプ命令
により、モニタワーク領域９の先頭アドレス（０４７Ｃ
Ｈ番地）に分岐させる。したがって、モニタプログラム
８はユーザプログラム領域２の４０００Ｈ番地からの実
行ではなく、モニタワーク領域９の０４７ＣＨ番地から
実行を行う。

【００２４】なお、ステップＳＴ１において、スタート
アドレスとブレークアドレスが異なると判定された場合
には、処理はステップＳＴ１７に分岐し、ステップＳＴ
１７でブレークアドレスのオペコードをＢＲＫ命令に書
き替え、ステップＳＴ１８で各レジスタの復帰を行った
後、ステップＳＴ１９でスタートアドレスに間接ジャン
プする。

【００２５】上記ステップＳＴ１６におけるモニタワー
ク領域９への間接ジャンプが行われた後、ユーザプログ
ラムのステップ実行が開始される。これによって、図５
に示された命令１の実行後にブレークする、いわゆる実
行後ブレークとなる。すなわち、ユーザプログラムのス
テップ実行が開始されると、図３に示すように、まずス
テップＳＴ２１において、ＢＢＣ命令が“真”であるか
否かの判定を行う。なお、この判定は４０Ｈ番地のビッ
ト０が“０”か否かによって判定する。すなわち、４０
Ｈ番地のビット０＝“０”であればＢＢＣ命令は
“真”、４０Ｈ番地のビット０＝“１”であればＢＢＣ
命令は“偽”と判定する。判定の結果、ＢＢＣ命令が
“真”であれば処理をステップＳＴ２２に進め、ＢＢＣ
命令が“偽”であれば処理をステップＳＴ２３に進め
る。

【００２６】ステップＳＴ２２では、第１のブレークア
ドレス（＝スタートアドレス）へ分岐させるためのＪＭ
Ｐ命令が設定されている、モニタワーク領域９の領域１
２のアドレス（０４８２Ｈ番地）に相対ジャンプする。
次にステップＳＴ２４において、この領域１２に設定さ
れたＪＭＰ命令にしたがって、ユーザプログラム領域２
の第１のブレークアドレスである４０００Ｈ番地（自番
地）に絶対ジャンプする。また、ステップＳＴ２３で
は、ユーザプログラム領域２の第２のブレークアドレス
である、ＢＢＣ命令の次に実行するＬＤＡ命令が設定さ
れているアドレス（４００３Ｈ番地）に絶対ジャンプす
る。ステップＳＴ２４あるいはステップＳＴ２３にて第
１あるいは第２のブレークアドレスに分岐した後、処理
をステップＳＴ２５に進め、図２のステップＳＴ１４で
書き替えられたＢＲＫ命令を実行することによってモニ
タプログラム８に復帰する。

【００２７】したがって、図４に示すように、従来のデ
バッグ方法では、モニタプログラム領域のステップ実行
開始ポイント（アドレスａ）から、一点鎖線で示す経路
でユーザプログラム領域のブレークアドレス（＝スター
トアドレス）（アドレスｂ）に直接ジャンプしていたも
のが、この実施の形態１によるデバッグ方法によれば、
二点鎖線で示す経路に沿って、モニタプログラム領域の
ステップ実行開始ポイントからモニタワーク領域の先頭
アドレスにジャンプし、アドレスｂの命令のみをこのモ
ニタワーク領域で実行して、当該アドレスｂの命令実行
後にブレークアドレスにジャンプしている。その後、こ
のブレークアドレスに挿入されているＢＲＫ命令によっ
て、モニタプログラムに復帰する。

【００２８】このように、スタートアドレスとブレーク
アドレスが同一の命令に対するステップ実行およびブレ
ークアドレス付き実行については、実行後ブレークとな
るため、ユーザプログラム中の自番地にジャンプする可
能性のある箇所にＮＯＰ命令を挿入しなくても、実行の
対象となる命令を実行してからブレークすることが可能
となって、自番地へジャンプする命令を実行した場合
に、無限ループに入ってしまう現象を回避することがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、ステ
ップ実行およびブレークアドレス付き実行をする際、モ
ニタプログラムによりスタートアドレスとブレークアド
レスが同一の場合にのみ、スタートアドレスに書かれて
いる判断分岐命令をワーク領域で実行させてユーザプロ
グラムに復帰するように構成したので、ブレーク処理専
用のハードウェアを使用せず、かつユーザプログラム中
の自番地にジャンプする可能性のある全ての部分にＮＯ
Ｐ命令を挿入することなしに、スタートアドレスとブレ
ークアドレスが同一番地である命令を実行した場合にの
み実行後ブレークさせることが可能となり、自番地へジ
ャンプする命令をステップ実行あるいはブレークアドレ
ス付き実行をした場合に、無限ループに入ってしまう現
象を回避することができるため、デバッグシステムの部
品点数およびコストが増大するのを抑制でき、またＮＯ
Ｐ命令を書き込むための手間が省けるとともに、ＮＯＰ
命令分のオブジェクトの増加を防止できるデバッグ方法
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるデバッグ方法
の、自番地ブレーク時のステップ実行の動作を示した説
明図である。

【図２】 実施の形態１におけるモニタプログラムのス
テップ実行処理の手順を示すフローチャートである。

【図３】 実施の形態１におけるユーザプログラムのス
テップ実行時の動作の手順を示すフローチャートであ
る。

【図４】 実施の形態１における処理の流れを示す概念
図である。

【図５】 この発明および従来のデバッグ方法における
シングルステップ動作を説明するためのサンプルリスト
を示す説明図である。

【図６】 図５に示したサンプルリストのメモリイメー
ジを示す説明図である。

【図７】 従来のデバッグ方法にて、無限ループ状態に
なってしまう現象を回避する際のサンプルリストを示す
説明図である。

【図８】 図７に示したサンプルリストのメモリイメー
ジを示す説明図である。

【符号の説明】

２ ユーザプログラム領域、８ モニタプログラム、９
モニタワーク領域（モニタプログラムのワーク領
域）、１０，１１，１２ 領域。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステップ実行あるいはブレークアドレス
   付き実行をする際の自番地への判断分岐命令のデバッグ
   方法において、 モニタプログラムによりスタートアドレスとブレークア
   ドレスが同一であった場合にのみ、前記スタートアドレ
   スに書かれている前記判断分岐命令を前記モニタプログ
   ラムのワーク領域で実行させ、ユーザプログラムに復帰
   することを特徴とするデバッグ方法。
2. 【請求項２】 ステップ実行あるいはブレークアドレス
   付き実行を開始する前に、ユーザプログラム領域の第１
   のブレークアドレスに書かれている判断分岐命令をモニ
   タプログラムのワーク領域にコピーし、 前記判断分岐命令の相対ジャンプ先のオフセット値を調
   整し、 前記モニタプログラムのワーク領域の、前記判断分岐命
   令がコピーされた領域の次の領域に、ユーザプログラム
   が前記判断分岐命令の次に実行する命令が格納されてい
   る、前記ユーザプログラム領域の第２のブレークアドレ
   スに分岐する絶対ジャンプ命令を設定し、 前記モニタプログラムのワーク領域の、前記第２のブレ
   ークアドレスへの絶対ジャンプ命令が設定された領域の
   次の領域に、前記ユーザプログラム領域の第１のブレー
   クアドレスに分岐する絶対ジャンプ命令を設定し、 前記ユーザプログラム領域の第１のブレークアドレスお
   よび第２のブレークアドレスの命令のオペコードを、ソ
   フトウェア割り込み命令に書き替えることを特徴とする
   請求項１記載のデバッグ方法。