JPS61264447A - 命令実行事象記録装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、プログラム蓄積型のデータ処理装置における
、プログラムの実行状況を監視・記録するための装置に
関する。この種の装置は、プログラムのテストやデバッ
グのために有用である。

〔発明の背景〕

従来より、プログラムのテストの充分性を示す指標とし
て、テスト・ガバレジ率が用いられている。一般的に、
テスト・カバレジ率は、以下の２つの式によって求めら
れる。

（部分パス：実行可能なパスの構成要素である分岐命令
から分岐命令までのパスを言う。）以上の２つの式を計
算するためには、以下の情報を得る必要がある。

α）分岐命令を除く命令語の実行情報 （２）分岐命令の分岐成功・不成功情報これらの情報を
求めるため知、従来の方法では、命令実行時に割シ込み
を発生させて上記情報を採取していたが、このような方
法では、処理装置の負荷が大きすぎ、このため処理時間
がかがシすぎるという問題点があった。命令語の実行情
報を高速に採取する従来技術として、特開昭５８−１８
１１５２号公報に記載されたデバッグ方式がらるが、こ
の方式は、命令の実行履歴の採取のみを目的としたもの
で、前記テスト・カバレジ率の算数）を採取していない
。

また、プログラムのデバッグの際、そのプログラムが参
照・更新した主記憶装置のアドレスが、有効な情報とな
る。これらのアドレス情報を採取する従来方法は、先に
示した命令語の実行情報の採取技術と同様に、命令語の
実行ごとに割シ込みを発生させ、命令語を解析すること
によシ行われていたが、この方法には、処理装置の負荷
が大きすぎるという問題点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記のような問題点を解決して、充分
な命令実行事象情報を高速に採取することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、命令実行事象（命令の実行、分岐命令におけ
る分岐の成功・不成功その他）を記録するためのメモリ
と、このメモリへの命令実行事象の記録を制御する制御
部とを有する。前記の記録用メモリ上のアドレスは、主
記憶装置の被監視領域上のアドレスと、一対一に対応付
けられる。そして、前記制御部は、中央処理装置におい
て監視対象となっている命令語が実行された時に、命令
が実行された事実及び分岐命令における分岐の成功・不
成功、更に、必要に応じて、主記憶装置に対する参照・
更新が行なわれた事実などを、前記記録用メモリの該当
アドレス（命令の実行等については当該命令語のアドレ
スに対応するアドレス、主記憶装置の参照・更新につい
てはアクセスされたアドレスに対応するアドレスンに記
録する。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を、第１図から第８図を参照し
て説明する。第１図に示すように、本実施例において、
命令実行事象記録装置２０００は、事象記録制御部２１
００及び高速メモリ部（以下、単にメモリ部と呼ぶ）２
２００からなり、パイプライン制御の中央処理装置１０
００は、命令制御ユニツ）　１１００及び演算ユニツ）
　１２００．並びにこれらと事象記録制御部２１００と
の接続を行うためのインタフェイス部１３００ｔ−有す
る。

信号線１１０１及び１２０１は、命令実行事象情報及び
命令実行事象記録装置制御情報を、命令制御ユニット１
１００及び演算ユニツ）　１２００から収集するための
ものである。信号線１００１は、インクフェイス部１３
００と事象記録制御部２１００’ｉ接続するためのもの
でアシ、信号線２１０１は、事象記録制御部２１００と
メモリ部２２０００間で、命令実行事象情報の転送を行
うためのものである。

命令実行事象とは、本実施例において、中央処理装置１
０００における以下の事象を言う。

（ａ）　　分岐命令を除く命令語の実行の有無Φ）分岐
命令語の分岐成功及び不成功事象（Ｃ）　　命令語の実
行に伴う主記憶装置の参照及び更新事象 メモリ部２２００ｆｄ、これら事象を記録するために、
命令語及びオペランドの番地対応に４ピツトの情報を持
ち、それらは、第２図に示すような意味を持つ。ここで
２°のビットを命令実行情報、２′のビットを分岐成功
情報、２２のビットを主記憶参照情報、そして、２３の
ビモトを主記憶更新情報と呼ぶ。

命令実行事象情報は、命令語及び命令語のオペランドの
番地に対応し念メモリ部２２００の位置に記録される。

本命令実行事象記録装置における記録は、既に記録済み
の情報に対し新たな情報を論理和をとることにより行わ
れる。第３図に命令実行事象の記録例を示す。との例に
示すように、命令実行情報（分岐命令の分岐成功・不成
功情報を含む）は、該当する命令語の先頭のアドレスに
対応するメモリ部２２００の位置に記録され、主記憶参
照・更新情報は、各バイトごとに、そのバイトのアドレ
スに対応するメモリ部２２００の位置に記録される。例
えば、０番地を先頭アドレスとする４バイトの命令語の
命令実行情報は、メモリ部２２００の０番地に対応する
位置に記録され、１番地から３番地に対応するメモリ部
２２００の内容は変化しない。一方、２００番地ある４
バイトのオペランドについては、４バイト単位に参照・
更新が行われても、その参照・更新情報は、各バイトご
とに、該当するメモリ部２２００の位置に記録される。

命令実行事象記録動作は、事象記録制御部２１００によ
って制御される。事象記録制御部２１００は、事象記録
制御語（以下ＲＣＷと呼ぶ）に格納された情報に従い、
命令実行事象記録装置２０００全体を制御する。ＲＣＷ
は、第４図に示すようなエントリによシ構成されており
、これらエントリの内容は、中央処理装置１０００にお
いて実行される特殊な命令語（以後、命令実行事象記録
装置制御命令と呼ぶ）によって、任意の値に設定できる
。以下ＲＣＷのエントリについて説明する。

記録タイプ２１１は、命令実行事象記録装置が記録する
事象を指定する８ピツトのフィールドである。各ビット
の意味を表１に示す。

表１ 記録タイプ ピット位置Ｏのビットが′ｌ″のとき、命令語の実行事
象及び分岐命令の分岐成功・不成功事象を記録し、ピッ
ト位置ｌのビットがａｔ　１ｍのとき、主記憶装置の参
照・更新事象を記録する。この２つのビットは同時にｕ
　１　ｍであってもかまわない。

ビット位置２のビットが１＃のとき、中央処理装置が非
アドレス変換モードのときのみ命令実行事象情報を記録
し、ピット位置３のビットがパ１”のとき、アドレス変
換モードのときのみ命令実行事象情報を記録する。また
、仮想計算機システムが中央処理装置上で動作している
場合には、ピッ、位置；Ａ”））ｄｉ・□・。よきＫゆ
、ッ想計算機システムの制御プログラムであるＶＭＣＰ
の命令実行事象情報が採取され、ピット位置５のビット
がＩＩ　１　＄７の場合には、仮想計算機上で動作する
Ｏ８の命令実行事象情報が記録される。ピット位置２か
ら５のビットのうち２つ以上のビットがａｔ　１ｎとな
っている場合には、指定された条件の論理積をとつ几も
のが、命令実行事象情報の記録条件となる。

エリア数２１２は、事象記録対象となる領域（監視領域
）の数を指定する８ピツトのフイールドである。このフ
ィールドは、１〜２５５の値をとる。このフィールドで
示された数の監視領域のそれぞれに、監視領域リスト２
１３中の各一対のデータによって示され、この一対のデ
ータは、監視領域の開始アドレス及び終了アドレスを指
定する。メモリ部２２００は、エリア数２１２で指定さ
れた数に論理的に分割され（分割されたメモリの１つ１
つの部分をエリアと呼ぶ）、それぞれのエリアは、監視
領域リスト２１３で指定される監視領域に対応している
。

次に、命令実行事象記録装置を中央処理装置から制御す
るための命令実行事象記録装置制御命令について、説明
する。命令実行事象記録装置制御命令には、以下の７種
類がある。

１）事象記録開始 すでに設定されているＲＣＷの内容に従い命令実行事象
記録動作を開始する。

１１）事象記録停止 命令実行事象記録動作を停止する。

ｉｉＨＲｃｗロード 本命令のオペランドに指定された制御情報をＲＣＷに格
納する。この時、メモリ部２２００に実装されたメモリ
容量が、指定された全ての監視領域に対する命令実行情
報の記録に十分であるか否かを調べ、不十分と判断され
念場合には、本命令語の実行に伴う結果の条件コードを
”１″にセットする。

＋Ｖ　）メモリ・リード メモリ部２２００に記録された命令実行事象情報を、オ
ペランドで指定された主記憶装置上に書き出す。

■）メモリ・クリア 本命令が実行されると、命令実行事象記録動作風 を停止し、その後、メモリ部２２００の内容、泰ホび、
事象記録制御部２１００内の制御レジスタ類をクリアす
る。

ｖＮＲｃｗロード＆事象記録開始 本命令が実行されると、Ｒ，ＣＷロード、事象記録開始
の順に、動作が行われる。

■１１）テスト 命令実行事象記録装置が接続されているが否がをしらべ
、接続されていなければ、本命令語の実行に伴う結果の
条件コードを′２″にセットする。

また、接続されている場合には、メモリ部２２００の大
きさ等を主記憶装置上に書き出す。

更 第５図は、事象記録制御部２１００を弁に詳細に示した
ものである。事象記録制御部２１００は、マイクロプロ
グラムを内蔵し命令実行事象の記録動作を制御する制御
機構２００、ＲＣＷ２１０゜命令語のアドレスを記憶す
る命令アドレスレジスタ２２０、命令語のオペランドア
ドレスを記録する一対のオペランドアドレスンジス％２
３０−Ａ。

２３０−Ｂ、オペランドの長さを記録する一対のオペラ
ンドレングスレジスタ２４０−Ａ、２４０−Ｂ、命令語
の実行の有無を記録する命令実行ビット２５０、記録タ
イプ２１１のビット位置２から５で示される命令実行事
象記録条件と中央処理装置の動作モードが一致している
ことを示す動作ビット２８０、メモリ部２２００のアド
レスを示すメモリアドレスレジス％２６０．及び分割さ
れたメモリ部２２００のエリア起点アドレスを示すエリ
アオリジンレジスタ２７０を有する。このうち、命令ア
ドレスレジスタ２２０、オペランドレジスタ２３０−Ａ
、２３０−Ｂ、及びオペランドレングスレジスタ２４０
−Ａ、２４０−Ｂは、パイプラインによシ先行制御の対
象となっている命令の数と同じ数だけ、それぞれ用意さ
れている。また、エリアオリジンレジスタはＲＣＷロー
ド命令が実行される際設定され、その値は監視領域リス
ト２１３の値を用いて計算される。

次に、動作を説明する。命令実行事象記録動作は、中央
処理装置のパイプラインのステージと同期しており、 （１）命令読み出し動作 （２）オペランド読み出し動作 （３）命令実行動作 の３つのステージの処理の際、第６図から第８図のフロ
ーチャートに従い動作を行う。

■　命令読み出し動作（第６図） 命令制御ユニツ）１１００によ）命令語のアドレスが計
算され、主記憶装置より命令語が読み出されると、命令
語のアドレスと中央処理装置の動作モードが信号線１ｉ
ｏｉ、インタフェイス部１３００、更に信号線１００１
’ｅ経由して、事象記録制御部２１００に伝達される。

事象記録部２１００は、伝達された中央処理装置の動作
モードと命令語のアドレスに基づいて、以下の動作を行
う。

（１）中央処理装置の動作モードが、記録タイプ２１１
のピット位置２から５の命令実行事象記録条件と一致し
ているか否かを調べ、一致している場合には、動作ビッ
ト２８０　’ｚ　”　１　”にし１次のステップ（２）
ヲ行う。しかし、条件が一致していない場合には、動作
ビット２８（１−′０＃にし、処理を終了する。

（２）命令語のアドレスを命令アドレスレジスタ２２０
に記憶する。

■　オペランド読み出し動作（第７図）命令制御ユニッ
ト１１００によジオ・ペランドアドレスとオペランドの
長さが計算されると、命令読み出し動作のときと同様に
、これら情報が事象記録制御部２１００に伝達される。

事象記録制御部２１００は以下の動作を行う。

（１）動作ピント２８０が１″か否かを調べ、ｔｔ　Ｏ
ｐｐの場合は、処理を終了する。しかし、パ１”の場合
は、次の処理（２）を行う。

伐）伝達されたオペランドアドレスとオペランドの長さ
を、オペランドアドレスレジスタ２３０−Ａとオペラン
ドレングスレジスタ２４０−Ａにそれぞれ記憶する。た
だし、オペランドが２つの場合は、第１オペランドの情
報がオペランドアドレスレジスタ２３０−Ａと＼オペラ
ンドレングスレジスタ２４０−ＡＫ記憶され、第２オペ
ランドの情報がオペランドアドレスレジスタ２３０−Ｂ
とオペランドレングスレジスタ２４０−Ｂに記憶される
。

■　命令実行動作（第８図） 先に命令制御ユニット１１００によって読み出された命
令語が演算二二ツ）１２００により実行されると、命令
実行情報（分岐命令の分岐成功・不成功情報を含む）と
主記憶装置参照・更新情報が、信号線１２０１．インタ
フェイス部１３００．更に信号線１００１ｅ経由して、
事象記録制御部２１００に伝達される。これらの情報を
受は取った事象記録制御部２１００は以下の処理を行う
。

（１）動作ビット２８０が′１”か否かを調べる。

もしｔｔ　Ｉ　Ｊｊでなければ、処理を終了する。しか
し、１１１＋１ならば１次の処理（２）〜（５）を行う
。

（２）命令アドレスレジスタ２２０に記憶されている命
令語のアドレスが、ＲＣＷ２１０内の監視領域リスト２
１３で示される監視領域内に該当するか否がを調べ、そ
のアドレスが監視領域内であれば、このアドレスに対応
したメモリ部２２００のアドレスを、メモリオリジンレ
ジスタ２７１参照して計算し、メモリアドレスレジスタ
２６０に格納し、命令実行ピント２５０　’ｉ　”　１
　”にする。

（３）ＲＣＷ２１０内の記録タイプ２１１のビット位置
０のビットがｔｔ　１ｐｒの場合、メモリアドレスレジ
スタ２６０によって示されるメモリ部２２００に、命令
実行情報あるいは分岐命令実行情報を記録する。

（４）　　オペランドアドレスレジスタ２３０−ＡＫ記
憶されたオペランドアドレスが、ＲＣｒ２１０内の監視
領域リスト２１３で示される監視領域内であれば、この
アドレスに対応し次メモリ部２２００のアドレスを、メ
モリオリジンレジスタ２７０’ｉ参照して計算し、メモ
リアドレスレジスタ２６０に格納する。

（５）几ＣＷ２１０内の記録タイプ２１１のピット位置
Ｏ及びｌのビットが共に１”ならば、命令実行ビット２
５０を調べ、このビットもｔｔ　１”の場合は、メモリ
アドレスレジスタ２６０によって示されるメモリ部２２
００に、主記憶装置の参照・更新情報を記録する。しか
し−記録タイプ２１１のピット位置１のビットがパ１”
で、ビット位置００ビツトが′０”ならば、命令実行ビ
ットの値とは無関係に、メモリアドレスレジスタ２６０
によって示されるメモリ部２２００に、主記憶装置の参
照・更新情報を記録する。

以上のようにして収録された情報は、前述のメモリ・リ
ード命令により主記憶装置に移され、更に、必要に応じ
て、印字その他の適当な形態で出力されて、プログラム
・テストが充分な範囲で打電われたか否かのチェックや
、テバッグなどのために利用される。

前記の実施例においては、命令実行事象記録装置の制御
（記録の開始、停止等）が、中央処理装置の実行する命
令１）〜ｖｒｉ　＞によって行＼われるが、別の形態と
して、これらの制御は、コンソール、サービス・プロセ
ッサ等を介して、外部から（例えばマニュアル操作によ
シ）行われてもよく、また、両形態のいずれによっても
制御できるよう汎用マイクロプロセッサを、前記諸処理
を行うようにプログラムして用いてもよい。更に、記録
用の記憶手段（前記実施例におけるメモリ部２２００）
として、主記憶装置の一部を利用することもできる。な
お、本発明は、Ｉ１０チャネル・プログラムなどの、擬
似的なプログラムにも適用することができる。

以上に述べた実施例は、本発明の基本的効果に加えて、
次のような利点を持つ。

（１）命令語による主記憶装置の参照・更新事象の記録
が得られることによυ、プログラムの実行に伴って参照
・更新が行われた記憶域が明らかになり、これは、プロ
グラムのデバッグの効率改善に役立つ。

（２）監視の対象とするプログラムの範囲を必要に応じ
て指定することにより、むだな情報が除かれ、テストの
充分性の評価やデバッグの効率が一層向上する。そして
、中央処理装置の各種動作モードを指定することによシ
、対象とするプログラムの範囲を更に子細に指定できる
。

（３）　　中央処理装置からの命令による記録制御機構
と外部からの記録制御機構を併設すれば、応用プログラ
ムの監視には前者を働かせることによシューブの負担を
減じ、そして、Ｏ８自体の監視には後者を利用するとい
うように、使い分けることができるから、好都合である
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、命令語の実行の有無のみならず、分岐
命令における分岐成功・不成功を含む諸事象を、テスト
対象プログラムを修正することなく、かつ、命令語の実
行と並行して、採取・記録することができ、その結果、
プログラム・テストの充分性の評価に必要にして充分な
情報を、容易に入手することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略を示すブロックダイヤ
グラム、第２図は命令実行事象の記録形態の一例を示す
模式図、第３図は収録された命令実行事象情報リストの
一例を示す図、第４図は記録制御語（ＲＣＷ）の模式図
、第５図は第１図における事象記録制御部の詳細を示す
ブロックダイヤグラム、第６図ないし第８図は第１図及
び第５↓ 図に示された実施例の動作フローチャートである。 １０００・・・中央処理装置、２０００・・・命令実行
事象記録装置、２１００・・・事象記録制御部、２２０
０・・・事象記録用メモリ部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記憶装置に記憶された命令語を読み出して逐次実行
   する型のデータ処理装置において、前記記憶装置の少く
   とも一部の領域とアドレス上一対一の対応関係を持つ記
   録用記憶手段と、命令語の実行に応答しかつ命令語の実
   行と並行して動作して命令語の実行と分岐命令の分岐成
   功・不成功とを含む命令実行事象情報を前記記録用記憶
   手段の該当するアドレスに記録する記録制御手段とを備
   えた命令実行事象記録装置。 ２、特許請求の範囲１において、その記録制御手段は命
   令語の実行と分岐命令の分岐成功・不成功を示す情報を
   当該命令語のアドレスに対応する前記記録用記憶手段の
   アドレスに記録し、前記記憶装置の参照・更新を示す情
   報をそれが行われた前記記憶装置のアドレスに対応する
   前記記録用記憶手段のアドレスに記録する命令実行事象
   記録装置。 ３、特許請求の範囲１又は２において、その記録制御手
   段はそれの動作の細目を指定する制御情報を保持するた
   めの書替可能な制御情報保持手段を有する命令実行事象
   記録装置。 ４、特許請求の範囲３において、その制御情報は命令実
   行事象情報の収録の対象となる前記記憶装置の領域の範
   囲を少なくとも１つ指定する情報を含む命令実行事象記
   録装置。 ５、特許請求の範囲１、２、３又は４において、その記
   録制御手段は前記データ処理装置からの信号又は外部か
   らの信号のいずれによつても制御可能である命令実行事
   象記録装置。