JP2000076095A - プログラムトレース装置およびプログラムトレース方法およびそのプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラムトレース装置およびプログラムト
レース方法およびそのプログラムを記憶した記憶媒体に
関し、オペレーティングシステムやハードウェアに手を
加えることなくプログラムトレースをすることを目的と
する。 【解決手段】割り込み手段の位置情報を保持するオリジ
ナル割り込み情報保持手段と、プログラムのトレース情
報を取得するトレース手段と、トレース情報収集手段の
位置情報を保持するトレース用割り込み情報保持手段を
作成するトレース用割り込み情報作成手段とを備え、使
用する割り込み情報保持手段をオリジナル割り込み情報
保持手段からトレース用割り込み情報保持手段に切り替
え、割り込みが発生した時に、トレース用割り込み情報
保持手段に保持されている発生した割り込みの位置情報
に対応するトレース情報収集手段により，ＣＰＵの内部
情報および主記憶を参照してトレース情報を収集する構
成をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラムのトレ
ース情報を収集するプログラムトレース装置およびプロ
グラムトレース方法およびそのプログラムを記憶する記
憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプログラムトレースの手法は次の
ようなものである。 インストラクション・セット・エミュレーション
（Instruction-set Emulation) ターゲットシステムの命令を実行可能なエミュレーショ
ンシステムを作成し、その上でオペレーティングシステ
ムやユーザプログラムを動作させ、１命令毎の情報を収
集する。

【０００３】 スタティック・コード・アノテーショ
ン（Static Code Annotation） オペレーティングシステムやユーザプログラムのコード
の一部を書き替えて、データアクセスや分岐履歴等の情
報を収集する。

【０００４】 シングル・ステップ・エグゼキューシ
ョン（Single Step Execution ） オペレーティングシステムが提供するデバッグ機能を用
いて、１命令毎にトレースルーチンを呼び出し、情報を
収集する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のプログラ
ムトレースをする手法には次のよう問題点があった。 インストラクション・セット・エミュレーション
（Instruction-set Emulation) 取得できる情報の制限はないが、ターゲットシステムの
エミュレーションシステムの開発が必要である。特に、
プロセッサアーキテクチャに関する詳細な情報が必要で
あり、作成に多大な工数を必要とする。

【０００６】 スタティック・コード・アノテーショ
ン（Static Code Annotation） ソースコードあるいは、オブジェクトコードを書き替え
るために、特定命令にしか、トレースコードを挿入でき
ず、１命令単位のトレースは行なえない。

【０００７】 シングル・ステップ・エグゼキューシ
ョン（Single Step Execution ） オペレーティングシステムが提供する機能を利用するた
め、指定プロセスしかトレースできず、オペレーティン
グシステムの内部情報や別プロセスのトレースが行なえ
ない。

【０００８】本発明は、オペレーティングシステムやハ
ードウェアに手を加えることなく容易にプログラムのト
レース情報を取得できるプログラムトレース装置および
プログラムトレース方法およびそのプログラムを記憶す
る記憶媒体を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、割り込み手段
についての情報を保持する割り込み情報保持手段を備
え、割り込みが発生したとき該割り込み情報保持手段を
参照して、割り込み手段の位置情報を求め、割り込み処
理をするシステムにおけるプログラムトレース装置にお
いて、割り込み手段の位置情報を保持するオリジナル割
り込み情報保持手段と、プログラムのトレース情報を取
得するトレース手段とを備え、トレース手段は、ＣＰＵ
の内部情報および主記憶を参照してトレース情報を取得
するトレース情報収集手段と、トレース情報収集手段の
位置情報を保持するトレース用割り込み情報保持手段を
作成するトレース用割り込み情報作成手段とを備え、ト
レース情報を収集する時、使用する割り込み情報保持手
段をオリジナル割り込み情報保持手段からトレース用割
り込み情報保持手段に切り替え、割り込みが発生した時
に、トレース用割り込み情報保持手段に保持されている
発生した割り込みの位置情報に対応するトレース情報収
集手段により，ＣＰＵの内部情報および主記憶を参照し
てトレース情報を収集するようにした。

【００１０】図１は本発明の基本構成を示す。図１にお
いて、１はオリジナル割り込み情報保持手段であって、
各ポインタはそれぞれの割り込み手段のあるアドレスを
指定するものである。

【００１１】２はトレース用割り込み情報保持部手段で
あって、プログラムトレース用に作成されたものであ
る。トレース用割り込み情報保持手段２の各ポインタは
トレース手段５のそれぞれの割り込みに対するトレース
手段のアドレスを指している。

【００１２】３はオペレーティングシステムである。４
は割り込み手段であって、割り込みハンドラ０、割り込
みハンドラ１、・・・割り込みハンドラｎをもつもので
ある。

【００１３】５はトレース手段であって、制御手段９で
発行された割り込みに対してＣＰＵの内部情報および主
記憶を参照してその割り込みに対応するトレース手段に
より、そのトレース情報を取得するものである。

【００１４】５’はトレース情報収集手段であって、Ｃ
ＰＵの内部情報および主記憶からトレース情報を収集す
るものである。６は、トレース用割り込み情報作成手段
であって、トレース情報収集のための割り込み情報を作
成し、トレース用割り込み情報保持手段に保持するもの
である。

【００１５】７はトレース記録領域である。８はアプリ
ケーションプログラムである。９は制御手段である。

【００１６】図１の本発明の基本構成の動作を説明す
る。図１において、点線は制御手段９で割り込みが発行
されてからトレース情報を取得し、オペレーティングシ
ステムにおいて割り込み手段が実行されるまでの動作の
流れを示す。

【００１７】通常の動作では、オペレーティングシステ
ム３は、制御手段９で割り込みが発行されるとオリジナ
ル割り込み情報保持手段１が参照され、該当する割り込
みについてポインタが参照され、オペレーティングシス
テム３においてその割り込み命令を実行する割り込み手
段４により割り込み処理が実行される。

【００１８】トレースモードにおいて、トレース手段５
のトレース用割り込み情報作成手段６は、トレース用割
り込み情報保持手段２にトレース情報収集のための割り
込み情報を作成する。その時、トレース用割り込み情報
保持手段２の各割り込みのポインタはそれぞれのポイン
タに対応するトレースプログラムを指すようにする。

【００１９】 制御手段９で割り込みが発行される
と、トレース用割り込み情報保持手段２が参照される。 トレース情報収集手段５’は該当する割り込みにつ
いての情報を取得し、トレース情報とする。

【００２０】 トレース情報収集手段５’はトレース
情報をトレース記録領域に記録する。 次にオリジナル割り込み情報保持手段が参照され、
該当する割り込み手段のあるアドレスが求められる。

【００２１】 オペレーティングシステム３におい
て、該当する割り込み手段により割り込み処理が実行さ
れる。 以上の処理を、割り込み毎に繰り返し、トレース情報を
取得することができる。

【００２２】上記により、本発明のトレース手段によ
り、任意のハードウェアイベント、オペレーティングシ
ステム割り込みイベント、エラーイベント等のトレース
情報をオペレーティングシステム３に関知しないで取得
できる。さらに、後述するように、ハードウェア（制御
手段９）とオペレーティングシステム３との間に位置す
ることでシングルステップモード、あるいはブロックス
テップモードにおいてオペレーティングシステム３より
先に制御を取り込むことができ、１命令毎もしくは分岐
命令毎にアプリケーションプログラム８のみならずオペ
レーティングシステム内部もトレースできる。

【００２３】既存のソフトウェアに一切手を加える必要
がないので、トレースプログラム（トレース手段）のロ
ードおよびアンロードによりトレース機能のシステムへ
の動的な付加、切り離しが可能である。

【００２４】このように、本発明は、既存のハードウェ
アを一切変更することなく、またオペレーティングシス
テムやアプリケーションプログラムに一切手を加えるこ
となく、任意の割り込みトレースが可能になる。また、
１命令毎のトレース、分岐ブロック単位でのトレースが
可能なので、システムの全挙動のトレースが可能にな
る。さらに、指定タスクのみのトレース、ユーザ空間も
しくはカーネル空間のみのトレースを指定することによ
り指定された空間のみのトレースを取得することが可能
になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態１は、オリジ
ナル割り込みテーブルの位置を割り込みテーブルレジス
タにセットした値により定め、割り込み処理機能を備え
たシステム上で動作させる。トレースプログラムは、動
作時に全割り込みをフックする（横取りする）ことによ
り、ハードウェアとオペレーティングシステムとの間に
位置して、割り込み毎にＣＰＵの内部情報および主記憶
を参照して各レジスタの情報やシステムテーブル等の情
報取得を行なう。また、取得したトレース情報をメモリ
あるいは補助記憶装置内領域へ出力する。

【００２６】割り込みハンドラの機能としては、タイマ
割り込み、キーボード割り込み、ディスク割り込み等の
ハードウェア割り込み、ＯＳサービス等のソフトウェア
割り込み、ＣＰＵエラー等の例外割り込み処理、シング
ルステップトレース、ブロックトレース等のデバッグ割
り込み等がある。

【００２７】図２は本発明の実施の形態１を示す。本発
明の実施の形態１は、トレース用割り込みテーブルを作
成し、オリジナル割り込みテーブルの位置を指し示す割
り込みテーブルレジスタの内容をトレース用割り込みテ
ーブルを作成する位置に変更する。

【００２８】このトレース用割り込みテーブルの作成お
よび割り込みテーブルレジスタの変更は、プログラムの
ロード、アンロードをできるシステムにおいて、システ
ムを起動後のどの時点でも動的に可能であり、何度でも
挿抜可能である。

【００２９】各割り込みが発生した際に、トレースプロ
グラムがその割り込みを取得し、その割り込みについて
の情報を取得し、トレース情報としてトレース領域にス
トアする。その後オリジナル割り込みテーブルを参照し
て割り込みハンドラのアドレスを求め、その割り込みハ
ンドラに処理を移行し、指示された割り込み処理を行な
う。このようにして、オペレーティングシステムにいっ
さい関知させないでトレース情報の収集を行なうととも
にその割り込み処理を実行することができる。

【００３０】図２において、１１はオリジナル割り込み
テーブルである（図１のオリジナル割り込み情報保持手
段１に相当する）。

【００３１】１５はトレース用割り込みテーブルである
（図１のトレース用割り込み情報保持手段２に相当す
る）。２１はオペレーティングシステムである。

【００３２】２２は割り込みハンドラである（図１の割
り込み手段４に相当する）。４１は制御部である。４
１、４２はＣＰＵを構成する。

【００３３】４２は割り込みテーブルレジスタである。
５１はトレースプログラムである（図１のトレース手段
５に相当する）。。

【００３４】５１１はトレース情報収集プログラムであ
る。５２は、トレース用割り込みテーブル作成手段であ
る（図１のトレース用割り込み情報作成手段に相当す
る）。

【００３５】６１はトレース記録領域である。６２はア
プリケーションプログラムである。図２の構成の動作を
説明する。点線は動作の流れを示す。

【００３６】（１） トレースプログラム動作前（初期
状態） 割り込みテーブルレジタ４２はオペレーティングシ
ステムによって作成されたオリジナル割り込みテーブル
のアドレスが保持されている。例では、オリジナル割り
込みテーブルのアドレス８００３６４００がセットされ
ている。

【００３７】（２）トレース用割り込みテーブル１５の
作成 トレース用割り込みテーブル作成手段５２は，トレ
ース情報収集のためのトレース用割り込みテーブル１５
を作成する。この時、トレース用割り込みテーブル１５
の各割り込みハンドラへのポインタはトレース情報収集
プログラム５１１を指すように設定する。

【００３８】 トレースを行う時は、トレースプログ
ラム５１の割り込みテーブルレジスタ書き替え手段５３
により、割り込みテーブルレジスタ４２の値を、作成し
たトレース用割り込みテーブル１５のアドレスに変更す
る。例えば、割り込みテーブルレジスタ４２にＦ８８６
５４００をセットする。

【００３９】（３） 割り込みが発生した時の動作 制御部４１で割り込みが発生すると、割り込みテーブル
レジスタ４２が参照される。

【００４０】 割り込みが発生すると、制御部４１は
割り込みテーブルレジスタ４２を参照する。 割り込みテーブル（トレース用割り込みテーブル１
５）のあるアドレスが求められる。

【００４１】 割り込みテーブルから該当する割り込
みハンドラ（トレース情報収集プログラム）が求めら
れ、トレース情報収集プログラム５１１はＣＰＵの内部
情報および主記憶を参照してトレース情報を取得する。

【００４２】 トレース記録領域６１に取得したトレ
ース情報を記録する。 、’オリジナル割り込みテーブル１１が参照され、
該当する割り込みハンドラのアドレスが求められ、オペ
レーティングシステム２１においてその割り込みハンド
ラにより割り込み処理が実行される。

【００４３】図３は本発明の実施の形態２である。図３
はトレース用割り込みテーブルを作成する別の実施の形
態を示す。本実施の形態２では割り込みレジスタの値を
変更しない。その代わりに、オペレーティングシステム
のもつオリジナル割り込みテーブルを退避領域に退避
し、オリジナル割り込みテーブルのあった領域にトレー
ス用割り込みテーブルを作成する。このようにすること
により、割り込みテーブルレジスタをもたずにオリジナ
ル割り込みテーブルを作成する位置が固定的にテーブル
位置が設定されているか、あるいは割り込みテーブルレ
ジスタの値をユーザが変更できない場合にも対応するこ
とができる。以下、割り込みテーブルレジスタがあるが
ユーザが簡単に変更することのできないシステムの場合
を例として説明する。

【００４４】割り込みが発生した時は、トレースプログ
ラムは、ＣＰＵの内部情報および主記憶を参照しトレー
ス情報を作成し、トレース領域に記録する。その後、退
避領域に退避してあるオリジナル割り込みテーブルを参
照し、指示された割り込みのポインタにより、割り込み
ハンドラのあるアドレスが求められる。そして、その割
り込みハンドラに移行し、割り込み処理をする。このシ
ーケンスを繰り返すことにより、オペレーティングシス
テムに関知させないでトレース情報を収集できる。

【００４５】図３において、図２と同じ参照番号は同じ
ものを表す。１１は退避領域に退避したオリジナル割り
込みテーブルである。１５はトレース用割り込みテーブ
ルであって、割り込みテーブルレジスタに保持されてい
るアドレスに、トレース情報収集のために作成されたも
のである。オリジナル割り込みテーブル１１の各割り込
みのポインタはそれぞれの割り込みハンドラのアドレス
を指しているが、トレース用割り込みテーブルのポイン
タはトレース情報収集プログラム５１１の領域を指して
いる。

【００４６】５４はオリジナル割り込みテーブル退避手
段であって、オリジナル割り込みテーブルを退避するも
のである。図３の構成において、例えば、割り込みテー
ブルレジスタ４２は、オペレーティングシステムにより
作成されたオリジナル割り込みテーブル１１のアドレス
８００３６４００を保持しているとする。トレースをす
る時は、オリジナル割り込みテーブルは退避領域に退避
される。そして、オリジナル割り込みテーブル１１が退
避する前にあったアドレス８００３６４００にトレース
用割り込みテーブル１１を作成する。トレース用割り込
みテーブル１１のポインタはトレースプログラムの領域
を指すようにする。

【００４７】制御部４１から割り込みの指示が与えられ
ると、割り込みテーブルレジスタ４２の値に従って、ト
レース用割り込みテーブル１５が参照される。そして、
トレース情報取得プログラム５１１により対応する割り
込みの情報を取得し、トレース記録領域６１に記録す
る。その後、退避領域のオリジナル割り込みテーブル１
１が参照されて指示された割り込みハンドラが実際にあ
るアドレスが求められ、その割り込みハンドラにより割
り込みが実行される。

【００４８】図４は本発明の実施の形態１と実施の形態
２のフローチャートである。トレース用割り込みテーブ
ルを作成し、オリジナル割り込みテーブルと切り替えた
後のトレースのフローチャートを示すものである。

【００４９】Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ 指示された割り込みについてトレース割り込みテ
ーブルが参照される。そして、そのポインタによりトレ
ースプログラムの領域に動作がＪＵＭＰする。

【００５０】Ｓ３ その割り込みをトレースするのな
ら、Ｓ４でトレース処理を行ない、トレースを行なわな
いならＳ５の処理をする。 Ｓ４ トレースプログラムは、指示された割り込みのト
レースを取得し、トレース記録領域にトレース情報を記
録する。

【００５１】Ｓ５ Ｓ３で割り込みをトレースしない
か、あるいはＳ４で割り込みのトレースを記録し終えた
ら、指示された割り込みについてオリジナル割り込みテ
ーブルを参照し、そのポインタで指示されるアドレスに
ある割り込みハンドラにＪＵＭＰする。そして、その割
り込みハンドラにより割り込み処理が実行される。

【００５２】図５は本発明の実施の形態３である。本発
明の実施の形態３は、シングルステップモード（１命令
毎割り込み制御）を備えるシステムに対して、実施の形
態１にさらにシングルステップでの命令実行のトレース
をとることができるようにしたものである。

【００５３】プロセッサ内のシングルステップモードフ
ラグをオンにすることにより、１命令毎のステップ割り
込みが発生する。トレースプログラムでその制御フラグ
をオンにすることにより、１命令毎にステップ割り込み
が発生し、トレースプログラムはトレース情報を取得す
る。命令列の１連の命令に対してこれを繰り返し、一命
令毎のトレース情報を取得する。

【００５４】本実施の形態３により、割り込み毎にトレ
ース情報を取得する実施の形態１に加え、１命令毎にト
レース情報を取得できるので、プログラムの全挙動のト
レース情報を取得することが可能になる。

【００５５】図５において、図２、図３と共通の番号は
同じものを表す。４４はシングルステップフラグであ
り、制御フラグレジスタ４４１に保持されている。命令
実行をシングルステップモード（１命令毎割り込み制
御）で行なうか、行なわないかを表すフラグを保持する
ものである。

【００５６】５５はシングルステップ割り込みトレース
ブログラムであり、１命令毎のトレース情報を取得する
ものである。７１’は命令１、７２’は命令２、７３は
命令ｎであり、シングルステップモードでの命令列を表
す。

【００５７】図５の実施の形態３の動作を説明する。シ
ングルステップモードでは、シングルステップモードを
表すフラグがシングルステップフラグ４４がセットされ
る。

【００５８】ＣＰＵが命令１を発行すると、シングルス
テップ割り込みが発生する。トレース用割り込みテーブ
ル１５が参照され、シングルステップ割り込みハンドラ
であるシングルステップ割り込みトレースプログラム５
５により命令１のトレース情報が取得され、トレース記
録領域６１に記録される。そして、その命令１がＣＰＵ
１により実行される。さらに、シングルステップモード
を継続するなら、シングルステップ制御フラグをセット
したままとする。このようにして、命令ｎまでのトレー
ス情報を取得できる。

【００５９】シングルステップでのトレースを終了する
時は、シングルステップ割り込みトレースプログラム５
５はシングルステップ制御フラグをオフとする。図５の
構成において、シングルステップモードでない場合の割
り込み毎のトレース情報の取得は、図２の本発明の実施
の形態１、実施の形態２と同様である。

【００６０】図６は本発明の実施の形態３のフローチャ
ートである。トレース用割り込みテーブルを作成し、オ
リジナル割り込みテーブルと切り替えた後のフローチヤ
ートである。

【００６１】Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ トレース用割り込みテーブルを参照してトレース
プログラムへＪＵＭＰする。

【００６２】Ｓ３ その割り込みのトレースを取得する
かしないかを判定する。トレースを取得するならＳ４で
トレースを行ない、そのトレースをとらないならＳ５の
処理を行なう。

【００６３】Ｓ４ トレース情報をトレース記録領域に
出力する（Ｓ１の割り込みがシングルステップ割り込み
ならシングルステップでの命令のトレースをとる）。 Ｓ５ シングルステップ割り込みか判定する。シングル
ステップ割り込みならＳ６の処理を行ない、シングルス
テップ割り込みでなければＳ８の処理を行なう。

【００６４】Ｓ６ 次の命令でシングルステップを実行
するかしないかをきめるために、シングルステップフラ
グ制御をする。次の命令でもシングルステップ実行する
ならシングルステップフラグを立てたままにし、シング
ルステップ実行をしないならシングルステップフラグを
下ろす。

【００６５】Ｓ７ 割り込み元へリターンし、次の割り
込みを待つ。 Ｓ８ オリジナルの割り込みハンドラでシングルステッ
プ実行するか、あるいはシングルステップ実行しないか
を定めるためにシングルステップフラグ制御をする。シ
ングルステップ実行をするならシングルステップフラグ
を立てたままにし、シングルステップ実行をしないなら
シングルステップフラグを下ろす。

【００６６】Ｓ９ オリジナル割り込みテーブルを参照
して、割り込みハンドラへＪＵＭＰする。 図７は本発明の実施の形態４であって、ブロックトレー
スモード（分岐命令毎割り込み制御）を備えるシステム
において、分岐命令毎の割り込みのトレースをとるよう
にした場合の構成である。

【００６７】本実施の形態４は、実施の形態１もしくは
実施の形態２に加えて、ブロックトレースモードにおい
て、分岐毎にトレースをとるようにしたものである。本
実施の形態４によれば、分岐命令割り込みの情報を取得
でき、プログラムコードと突き合わせることにより、プ
ログラム全体のトレースを容易に得ることができる。

【００６８】図７において、図２、図３と共通の番号は
同じものを表す。４５は分岐命令割り込み制御フラグで
あって、分岐命令割り込み制御をするかしないかを示す
ために保持されるフラグである。

【００６９】５６は分岐命令割り込みトレースプログラ
ムである。図７の構成の動作を説明する。分岐命令割り
込み制御フラグが立てられているとする。分岐命令割り
込みが発生すると、トレース用割り込みテーブル１５が
参照され、分岐命令制御割り込みトレースプログラム５
６はその分岐命令割り込みのトレース情報を収集し、ト
レース記録領域６１に記録する。そして、その分岐命令
がＣＰＵで実行される。

【００７０】なお、図７の構成において、分岐命令割り
込み以外の割り込みのトレースは図１の本発明の実施の
形態１、もしくは実施の形態２と同様である。図８は分
岐命令割り込み制御のトレースをとるためのフローチャ
ートである。

【００７１】Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ トレース用割り込みテーブルを参照してトレース
プログラムへＪＵＭＰする。

【００７２】Ｓ３ その割り込みのトレースを取得する
かしないかを判定する。トレースを取得するならＳ４で
トレースを行ない、そのトレースをとらないならＳ５の
処理を行なう。

【００７３】Ｓ４ トレース情報をトレース記録領域に
出力する（Ｓ１の割り込みが分岐命令割り込みなら分岐
命令割り込みのトレースをとる）。 Ｓ５ 分岐命令割り込みか判定する。分岐命令割り込み
ならＳ６の処理を行ない、分岐命令割り込みでなければ
Ｓ８の処理を行なう。

【００７４】Ｓ６ 分岐命令割り込み制御をするかしな
いかをきめるために、分岐命令割り込み制御フラグをセ
ットする。分岐命令割り込み制御をするなら、分岐命令
割り込み制御フラグを立てたままにし、分岐命令割り込
み制御をしないなら分岐命令割り込み制御フラグを下ろ
す。

【００７５】Ｓ７ 割り込み元へリターンし、次の割り
込みを待つ。 Ｓ８ オリジナルの割り込みハンドラで分岐命令割り込
み制御をするかしないかをきめるために分岐命令割り込
み制御フラグをセットする。分岐命令割り込み制御をす
るなら分岐命令割り込み制御フラグを立て、分岐命令割
り込み制御をしないならフラグを下ろす。

【００７６】Ｓ９ オリジナル割り込みテーブルを参照
して、割り込みハンドラへＪＵＭＰする。図９は本発明
の実施の形態５を示す。

【００７７】本実施の形態５はマルチタスク機能をも
ち、タスク毎にシングルステップ割り込み制御を行なう
ことができるシステムを対象とする。このようなシステ
ムではタスク毎に保存されているシングルステップ制御
フラグをセットするかしないかに応じて（制御フラグを
イネーブルもしくはディセーブルにする）任意のタスク
で割り込みを発生させたり、発生させないことができ
る。

【００７８】本実施の形態５は、任意のタスクでシング
ルステップ割り込みによりトレース情報を収集するよう
にしたものである。タスク毎にシングルステップ制御を
行なうか行なわないかを示すフラグをセットする。そし
て、タスク切り替えによりタスクが切り替わった際にそ
のフラグを反映され、シングルステップ制御でトレース
をとるか等が決定される。

【００７９】このようにして、指定したタスクのみシン
グルステップによりトレース情報を収集することがで
き、その他のタスクは通常時と同様にリアルタイムで処
理することができる。

【００８０】図９において、他の図と同じ参照番号はそ
れぞれに同じものである。２５はタスク管理テーブルで
ある。４４１は制御フラグレジスタで制御フラグを保持
するレジスタである。

【００８１】５７はタスクトレースプログラムである。
図９の構成において、例えば、タスクＡ、タスクＢはタ
スク管理テーブル２５のシングルステップ制御フラグが
オンであるので、タスクＡ、タスクＢに実行が切り替わ
った際にシングルステップ割り込みが発生する。そこで
トレース用割り込みテーブル１５が参照され、シングル
ステップ割り込みトレースプログラム５５およびタスク
トレースプログラム５７はタスクＡ、タスクＢの割り込
み情報（タスクＡ、タスクＢが処理されたことを表す情
報）を取得できる。

【００８２】その他の割り込みについてのトレース情報
の取得方法は、発明の実施の形態１、２もしくは実施の
形態３の場合と同様である。図１０は本発明の実施の形
態５のフローチャートである。

【００８３】Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ トレース用割り込みテーブルを参照し、トレース
プログラムへＪＵＭＰする。

【００８４】Ｓ３ その割り込みのトレース情報を取得
するか判定する。トレース情報を取得する必要があるな
らＳ４の処理を行ない、トレース情報を取得する必要が
ないならＳ５の処理をする。

【００８５】Ｓ４ トレース領域へトレー情報を出力す
る。 Ｓ５ トレース情報を取得する必要がないか、もしくは
Ｓ５のトレース情報をトレース記録領域へ出力したら、
シングルステップ割り込みか判定する。シングルステッ
プ割り込みであればＳ６の処理を行ない、シングルステ
ップ割り込みでなければ、Ｓ８の処理を行なう。

【００８６】Ｓ６ 次のステップでもシングルステップ
割り込みをするか判定する。シングルステップ割り込み
フラグ制御をする。即ち、次のステップでもシングルス
テップ割り込みをするならシングルステップフラグを立
てたままにし、シングルステップ割り込みをしないなら
シングルステップフラグを下ろす。

【００８７】Ｓ７ 割り込み元へリターンし、次の割り
込みを待つ。 Ｓ８ Ｓ５でシングルステップ割り込みでないなら、オ
リジナルな割り込みハンドラのためのシングルステップ
フラグ制御をする。オリジナル割り込みハンドルの処理
において、シングルステップ制御をするなら、シングル
ステップフラグを立て、シングルステップ制御をしない
なら、シングルステップフラグを立てない。

【００８８】Ｓ９ オリジナル割り込みテーブルを参照
して、割り込みハンドラへＪＵＭＰする。図１１は本発
明の実施の形態６である。

【００８９】図１１は、マルチタスク機能をもちタスク
毎の制御や、シングルステップ割り込み制御をフラグ管
理によりユーザが簡単には行なう事のできないシステム
において、所定のタスク毎にトレース情報の収集をでき
るようにしたものである。

【００９０】タスク切り替えは、特定の命令ないしは特
定の割り込みにおいて行なわれる。このタスクの切り替
えを認識し、タスク番号をチェックし、必要なタスクの
みのトレース情報をとる。

【００９１】また、特定命令に対して、シングルステッ
プ割り込みを発生させるように設定することにより、タ
スク切り替えを認識し、必要なタスクのみ１命令毎のス
テップ割り込みによるトレース情報の取得ができる。

【００９２】このようにして、指定したタスクのみ、シ
ングルステップ制御におけるトレース情報を収集でき、
その他のタスクはリアルタイムで通常の処理を行なうこ
とができる。

【００９３】図１１において、他の図と共通の参照番号
は共通部分を表す。２５はタスク管理テーブルであっ
て、タスクとタスク番号をもつものである。５８はタス
ク切り替え判定部であって、オペレーティングシステム
２１におけるタスクの切り替えを判定するものである。

【００９４】５９はタスク番号判定部であって、切り替
えられたタスクの番号を判定するものである。５９２は
タスク番号保持部であって、トレースをとるタスクのタ
スク番号を保持するものである。

【００９５】図１１の本発明の実施の形態６の動作を説
明する。図１１において、オペレーティングシステム２
１はタスク管理テーブル２５に記録されているタスクを
処理するように制御する。

【００９６】トレースプログラム５１において、タスク
切り替え判定部５８はオペレーティングシステム２１の
制御におけるタスクの切り替わりと切り替えられたタス
ク番号を判定する。タスク番号判定部５９はタスク番号
保持部５９２を参照し、切り替えられたタスクのトレー
ス情報を取得する必要があるかないかを判定する。そし
て、トレース情報を取得する必要があればトレース情報
を取得してトレース記録領域に出力する。また、その
際、シングルステップでのトレースが必要であれば、制
御フラグレジスタ４４１にシングルステップ制御フラグ
をセットし、シングルステップ制御トレースプログラム
によりシングルステップ割り込みによるトレースをと
り、トレース記録領域に記録する。

【００９７】図１２は、本発明の実施の形態６のフロー
チャートである。 Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ トレース用割り込みテーブルを参照し、トレース
プログラムへＪＵＭＰする。

【００９８】Ｓ３ タスクの切り替わりを認識し、タス
ク番号を判定する。タスク番号判定部に記録されている
番号に一致すればＳ４の処理を行ない、一致していなれ
ばＳ１１の処理を行なう。

【００９９】Ｓ４ その割り込みのトレース情報を取得
するか判定し、取得するのであればＳ５の処理を行な
い、取得しないのであればＳ６の処理を行なう。 Ｓ５ トレース領域へトレース情報を出力する。

【０１００】Ｓ６ シングルステップ割り込みか判定す
る。シングルステップ割り込みであれば、Ｓ７の処理を
行ない、シングルステップ割り込みでなければ、Ｓ９の
処理を行なう。

【０１０１】Ｓ７ 次のステップでもシングルステップ
割り込みをするかを判定し、シングルステップ割り込み
フラグ制御をする。即ち、次のステップでもシングルス
テップ割り込みをするならシングルステップフラグを立
てたままにし、シングルステップ割り込みをしないなら
シングルステップフラグを下ろす。

【０１０２】Ｓ８ 割り込み元へリターンし、次の割り
込みを待つ。 Ｓ９ オリジナル割り込みハンドラのためのシングルス
テップフラグ制御をする。シングル制御ステップフラグ
制御をする。オリジナル割り込みハンドラの処理におい
て、シングルステップ制御をするなら、シングルステッ
プフラグを立て、シングルステップ制御をしないなら、
シングルステップフラグを立てない。

【０１０３】Ｓ１０ オリジナル割り込みテーブルを参
照して、割り込みハンドラへＪＵＭＰする。 Ｓ１１ Ｓ３で番号が合致しなければ、シングル割り込
み制御であるか判定する。シングルステップ制御であれ
ば、Ｓ１２の処理を行ない、シングルステップ制御でな
ければＳ１３の処理を行なう。

【０１０４】Ｓ１２ シングルステップフラグを強制的
にオフにする。 Ｓ１３ 割り込み元へリターンする。 Ｓ１４ オリジナル割り込みテーブルを参照して、割り
込みハンドラへＪＵＭＰする。

【０１０５】図１３は本発明の実施の形態７である。本
実施の形態７は、オペレーティングシステムが動作する
カーネル空間（ユーザにより内容が書き替えられないよ
うに保護されている領域）とユーザ空間（ユーザが利用
できる領域）が分離されているシステムであり、割り込
みによりユーザ空間からカーネル空間に移行できるシス
テムに関するものである。

【０１０６】アプリケーションプログラムから割り込み
によりオペレーティングシステムに移行する。例えば、
ユーザ空間を走行中にハードウェア割り込みやオペレー
ティングシステムへのシステムコール（ソフトウェア割
り込み）が発生すると、ただちにカーネル空間に移行す
る。この動作を利用して、ユーザ空間のみの、もしくは
カーネル空間のみのトレース情報を取得することができ
る。本実施の形態７はユーザ空間のみのトレース情報を
取得するようにしたものである。

【０１０７】ユーザ空間では、割り込みもしくはシング
ルステップモードによりトレース情報を取得するが、カ
ーネル空間に移行してユーザ空間に戻るまでの間は割り
込みによるトレース情報の収集もしくはシングルステッ
プモードによる割り込みを抑制することにより、アプリ
ケーションプログラムのみトレース情報を収集するが、
オペレーティングシステム内は通常のモードで動作させ
ることができる。

【０１０８】図１３は本発明の実施の形態７である。図
１３において、他の図と共通の参照番号は共通部分を表
す。７１はユーザ空間トレースプログラムであって、ユ
ーザ空間からカーネル空間への移行、カーネル空間から
ユーザ空間への戻りを判定するものである。

【０１０９】図１３において、ＯＳ移行割り込み判定プ
ログラムが、ユーザ空間からカーネル空間への移行、カ
ーネル空間からユーザ空間への戻りを判定する。そし
て、カーネル空間での処理は通常の方法で行ない、ユー
ザ空間では割り込みに基づいてトレース情報を取得す
る。このトレースの方法は、図１の本発明の実施の形態
１もしくは２の場合と同様である。また、シングルステ
ップモードをセットして、シングルステップ割り込みに
より１命令毎にトレース情報をとることもでき、その場
合の動作は本発明の実施の形態３の動作と同様である。

【０１１０】上記のようにトレース制御を行なうことに
より、ユーザ空間でのみトレース情報を取得し、カーネ
ル空間でのトレース情報の取得は抑制される。図１４
は、本発明の実施の形態７のフローチャートである。

【０１１１】Ｓ１ 割り込みが発生する。 Ｓ２ トレース用割り込みテーブルを参照し、トレース
プログラムへＪＵＭＰする。

【０１１２】Ｓ３ 割り込み元がユーザ空間であるかな
いかを判定する。ユーザ空間であればトレースをとる対
象なのでＳ４の処理をする。ユーザ空間でなくオペレー
ティングシステムの空間（カーネル空間）での割り込み
であればトレースをとらないので、Ｓ１１の処理をす
る。

【０１１３】Ｓ４ その割り込みのトレース情報を取得
するか判定する。トレース情報を取得する必要があるな
らＳ５の処理を行ない、トレース情報を取得する必要が
ないならＳ６の処理をする。

【０１１４】Ｓ５ トレース領域へトレース情報を出力
する。 Ｓ６ トレース情報を取得する必要がないか、もしくは
Ｓ６のトレース情報をトレース記録領域へ出力したら、
シングルステップ制御フラグを判定し、シングルステッ
プ割り込みモードであるか判定する。シングルステップ
割り込みであればＳ７の処理を行ない、シングルステッ
プ割り込みでなければ、Ｓ９の処理を行なう。 Ｓ７ 次のステップでもシングルステップ割り込みをす
るかを判定し、シングルステップ割り込みフラグ制御を
する。即ち、次のステップでもシングルステップ割り込
みをするならシングルステップフラグを立てたままに
し、シングルステップ割り込みをしないならシングルス
テップフラグを下ろす。

【０１１５】Ｓ８ 割り込み元へリターンし、次の割り
込みを待つ。 Ｓ９ Ｓ６でシングルステップ割り込みでないと判定さ
れたら、オリジナル割り込みハンドラのためのシングル
ステップフラグ制御をする。オリジナル割り込みハンド
ラの処理において、シングルステップ制御をするなら、
シングルステップフラグを立て、シングルステップ制御
をしないなら、シングルステップフラグを立てない。

【０１１６】Ｓ１０ オリジナル割り込みテーブルを参
照して、割り込みハンドラへＪＵＭＰする。 Ｓ１１ Ｓ３で割り込み元がユーザ空間でないのでトレ
ースをとらない。そこで、シングルステップ割り込みか
判定する。シングルステップ割り込みであれば、Ｓ１２
の処理を行ない、シングルステップ割り込みでなけれ
ば、Ｓ１４の処理を行なう。

【０１１７】Ｓ１２ シングルステップ制御としないた
めに、シングルステップフラグを強制的にオフにする。 Ｓ１３ 割り込み元へリターンする。

【０１１８】Ｓ１４ オリジナル割り込みテーブルを参
照し、割り込みハンドラへＪＵＭＰし、割り込みハンド
ラで割り込み処理をする。 図１５は本発明の実施の形態８である。

【０１１９】本発明の実施の形態８は、カーネル空間で
の割り込みのみをトレースし、ユーザ空間での割り込み
のトレースは行なわないようにしたものである。この点
以外は本発明の実施の形態７と同様である。

【０１２０】図１５において他の図面と同じ参照番号は
同じものを表す。７２はカーネル空間トレースプログラ
ムであって、カーネル空間への移行、ユーザ空間への戻
りを判定するものである。

【０１２１】図１６は、本発明の実施の形態８のフロー
チャートである。Ｓ３で、割り込み元がカーネル空間で
あるかないかを判定する以外は、図１４のフローチャー
トと同様である。

【０１２２】図１７は本発明のシステム構成の実施の形
態である。図１７において、８１はコンピュータであ
る。

【０１２３】８２はＣＰＵである。８３は主記憶であ
る。８４は入出力インタフェースである。

【０１２４】８５は内部補助記憶装置であって、内部磁
気ディスク装置等である。８６は内部補助記憶装置にロ
ードされたオペレーションプログラムである。８７は内
部補助記憶装置にロードされたアプリケーションプログ
ラムである。

【０１２５】８８は内部補助記憶装置にロードされた本
発明のトレースプログラムである。９１は、ドライブ装
置であって、記憶媒体９２のプログラムをコンピュータ
にロードする装置である。

【０１２６】９２は記憶媒体であって、磁気ディスク装
置、ＣＤＲＯＭ等の本発明のトレースプログラムを格納
する記憶媒体である。９３は外部補助記憶装置である。

【０１２７】図１７の構成において、本発明を実施する
時は、記憶媒体に格納されている本発明のトレースプロ
グラムをコンピュータに８１にロードし、トレースを収
集するアプリケーションプログラムもしくはオペレーテ
ィングシステムのトレースをとる。

【０１２８】図１８は本発明の記憶媒体の実施の形態で
ある。記憶媒体に本発明のトレースプログラムを格納す
る。記憶媒体は磁気ディスク装置等の磁気記憶媒体、あ
るいはＣＤＲＯＭ等の光記憶媒体、もしくはその他、プ
ログラムを記憶できる記憶媒体を使用することができ
る。

【０１２９】

【発明の効果】本発明によれば、ハードウェアやオペレ
ーティングシステム、もしくはアプリケーションプログ
ラムに手を加えることなくトレース情報を容易に取得す
ることができる。また、シングルステップモードにより
１命令毎のトレースも可能なので、システムの全挙動の
トレースが可能である。

【０１３０】また、トレース対象とするタスクもしくは
空間（ユーザ空間、カーネル空間）を絞ったトレースも
行なうことが可能である。トレースプログラムを動的に
ロードもしくはアンロードできるので、任意のシステム
において任意の時にトレースの収集を行なうことができ
る。従って、本発明によれば、ユーザのいかなる環境で
もシステムを停止、変更することなく任意のトレース情
報を収集できる。

【０１３１】以上の説明に更に以下の項を開示する。 （１）割り込み手段についての情報を保持する割り込み
情報保持手段を備え、割り込みが発生したとき該割り込
み情報保持手段を参照して、割り込み手段の位置情報を
求め、割り込み処理をするシステムにおけるプログラム
トレース装置において、割り込み手段の位置情報を保持
するオリジナル割り込み情報保持手段と、プログラムの
トレース情報を取得するトレース手段とを備え、該トレ
ース手段は、ＣＰＵの内部情報および主記憶を参照して
トレース情報を取得するトレース情報収集手段と、トレ
ース情報収集手段の位置情報を保持するトレース用割り
込み情報保持手段を作成するトレース用割り込み情報作
成手段とを備え、トレース情報を収集する時、使用する
割り込み情報保持手段をオリジナル割り込み情報保持手
段からトレース用割り込み情報保持手段に切り替え、割
り込みが発生した時に、トレース用割り込み情報保持手
段に保持されている発生した割り込みの位置情報に対応
するトレース情報収集手段により，ＣＰＵの内部情報お
よび主記憶を参照してトレース情報を収集することを特
徴とするプログラムトレース装置。

【０１３２】（２）該システムは、１命令毎に割り込み
制御が可能なシステムであり、１命令毎にトラップ割り
込みを発生させることにより１命令毎の情報をトレース
することを特徴とする（１）項に記載のプログラムトレ
ース装置。

【０１３３】（３）該システムは、分岐割り込み毎に制
御が可能なシステムであり、分岐毎にトラップ割り込み
を発生させることにより分岐ブロック毎の情報をトレー
スすることを特徴とする（１）項もしくは（２）項に記
載のプログラムトレース装置。

【０１３４】（４）該システムは、タスク毎に割り込み
制御情報を保持し、タスク単位で１命令毎あるいは分岐
命令毎の割り込み制御を行うことのできるマルチタスク
機能を備えるものであり、タスク毎に割り込み制御を設
定することにより所定のタスクのみトレース情報を取得
することを特徴とする（１）項もしくは（２）項もしく
は（３）項に記載のプログラムトレース装置。

【０１３５】（５）該システムは、タスク毎に一意の番
号を保持するマルチタスク機能を備えるものであり、タ
スクが切り替えられた時に該トレース手段は切り替えら
れたタスク番号を認識し、トレースを行なうタスクであ
ればトレース情報を取得することにより所定のタスクの
みトレース情報を取得することを特徴とする（１）項も
しくは（２）項もしくは（３）項に記載のプログラムト
レース装置。

【０１３６】（６）該システムは、オペレーションシス
テムが動作するカーネル空間とアプリケーションプログ
ラムが動作するユーザ空間が分離され、ユーザ空間から
カーネル空間への呼出しに割り込み命令を使用するもの
であり、該ユーザ空間からカーネル空間への移行とユー
ザ空間への戻りを認識し、ユーザ空間もしくはカーネル
空間に対してのみトレースすることを特徴とする（１）
項もしくは（２）項もしくは（３）項に記載のプログラ
ムトレース装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態２を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１、実施の形態２のフロー
チャートを示す図である。

【図５】本発明の実施の形態３を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態３のフローチャートを示す
図である。

【図７】本発明の実施の形態４を示す図である。

【図８】本発明の実施の形態４のフローチャートを示す
図である。

【図９】本発明の実施の形態５を示す図である。

【図１０】本発明の実施の形態５のフローチャートを示
す図である。

【図１１】本発明の実施の形態６を示す図である。

【図１２】本発明の実施の形態６のフローチャートを示
す図である。

【図１３】本発明の実施の形態７を示す図である。

【図１４】本発明の実施の形態７のフローチャートを示
す図である。

【図１５】本発明の実施の形態８を示す図である。

【図１６】本発明の実施の形態８のフローチャートを示
す図である。

【図１７】本発明のシステム構成の実施の形態を示す図
である。

【図１８】本発明の記憶媒体の実施の形態を示す図であ
る。

【符号の説明】 １：オリジナル割り込み情報保持手段 ２：トレース用割り込み情報保持手段 ３：オペレーティングシステム ４：割り込み手段 ５：トレース手段 ６：トレース用割り込み情報作成手段 ７：トレース記録領域 ８：アプリケーションプログラム ９：制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久門 耕一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5B042 AA03 BB23 BB25 CC11 DD06 EA03 EA18 FD01 FD07

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 割り込み手段についての情報を保持する
   割り込み情報保持手段を備え、割り込みが発生したとき
   該割り込み情報保持手段を参照して、割り込み手段の位
   置情報を求め、割り込み処理をするシステムにおけるプ
   ログラムトレース装置において、 割り込み手段の位置情報を保持するオリジナル割り込み
   情報保持手段と、プログラムのトレース情報を取得する
   トレース手段とを備え、 該トレース手段は、ＣＰＵの内部情報および主記憶を参
   照してトレース情報を取得するトレース情報収集手段
   と、トレース情報収集手段の位置情報を保持するトレー
   ス用割り込み情報保持手段を作成するトレース用割り込
   み情報作成手段とを備え、 トレース情報を収集する時、使用する割り込み情報保持
   手段をオリジナル割り込み情報保持手段からトレース用
   割り込み情報保持手段に切り替え、割り込みが発生した
   時に、トレース用割り込み情報保持手段に保持されてい
   る発生した割り込みの位置情報に対応するトレース情報
   収集手段により，ＣＰＵの内部情報および主記憶を参照
   してトレース情報を収集することを特徴とするプログラ
   ムトレース装置。
2. 【請求項２】 該システムは、割り込み情報保持手段の
   領域のアドレスを保持する割り込みテーブルレジスタを
   備え、オリジナル割り込み情報保持手段のアドレスをア
   ドレスＡ、およびトレース用割り込み情報保持手段の作
   成されるアドレスをアドレスＢとした時、 トレース情報を収集する時に、割り込みテーブルレジス
   タの値をアドレスＡからアドレスＢに変更することを特
   徴とする請求項１に記載のプログラムトレース装置。
3. 【請求項３】 オリジナル割り込み情報保持手段を退避
   領域に退避する手段を備え、 トレース情報を収集する時は、該オリジナル割り込み情
   報保持手段を退避領域に退避し、オリジナル割り込み情
   報保持手段の退避前にあったアドレスにトレース用割り
   込み保持手段を作成することを特徴とする請求項１に記
   載のプログラムトレース装置。
4. 【請求項４】 割り込み手段についての割り込み情報を
   保持し、割り込みが発生したとき該割り込み情報を参照
   して、割り込み手段の位置情報を求め、割り込み処理を
   するシステムにおけるプログラムトレース方法におい
   て、 割り込み手段の位置情報を保持するオリジナル割り込み
   情報を保持し、 トレース情報収集手段の位置情報を保持するトレース用
   割り込み情報を作成して保持し、 トレース情報を取得する時、オリジナル割り込み情報の
   参照からトレース用割り込み情報の参照に切り替え、割
   り込みが発生した時に、トレース用割り込み情報の発生
   した割り込みの位置情報に対応するトレース情報収集手
   段により，ＣＰＵの内部情報および主記憶を参照してト
   レース情報を収集することを特徴とするプログラムトレ
   ース方法。
5. 【請求項５】 割り込みプログラムについての情報を保
   持する割り込み情報を保持し、割り込みが発生したとき
   該保持されている割り込み情報を参照して、割り込みプ
   ログラムの位置情報を求め、割り込み処理をするシステ
   ムにおけるトレースプログラムを記憶した記憶媒体にお
   いて、 プログラムのトレース情報を取得するトレースプログラ
   ムを備え、 該トレースプログラムは、ＣＰＵの内部情報および主記
   憶を参照してトレース情報を取得するトレース情報収集
   プログラムと、トレース情報収集プログラムの位置情報
   を作成して保持するトレース用割り込み情報作成プログ
   ラムを含み、 トレース情報を取得する時、割り込み手段の位置情報を
   もつオリジナル割り込み情報の参照からトレース用割り
   込み情報の参照に切り替え、割り込みが発生した時に、
   トレース用割り込み情報の発生した割り込みの位置情報
   に対応するトレース情報収集プログラムにより，ＣＰＵ
   の内部情報および主記憶を参照してトレース情報を収集
   するトレースプログラムを記憶することを特徴とする記
   憶媒体。