JPH09251400A - プログラムのカバレージトレース方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クラスという論理的な単位でカバレージを取得
し、進渉度合いの把握等を容易にすることができるプロ
グラムのカバレージトレース方法を提供することにあ
る。 【解決手段】ソースファイルを読込み、読込んだソース
ファイルの中のクラスのメンバ関数、関数の型／因数を
解析して親子継承やメンバ関数の分離記述のためのあら
かじめ決められた予約語／構文規則を解釈し、その結果
をファイルに出力し、カバレージ取得用命令を埋込んだ
ロードファイルを生成してカバレージ取得命令の実行結
果とクラスの解析結果とを読込み、クラスの解析結果を
もとにクラス単位にカバレージを集計するものである。

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、プログラムのカ
バレージトレース方法に関し、詳しくは、Ｃ++プログラ
ム言語においてクラス定義で構成されるカプセル化され
たユーザ定義形の機能変数構造体類似のカプセル化プロ
グラム（クラス定義カプセル化プログラム）を含めてカ
バレージトレースしてそのカバレージデータを取得する
ことができるようなプログラムのカバレージトレース方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プログラムのテストなどに利用されるプ
ログラムカバーレッジトレーサは、例えば、機器の制御
プログラムのテストと同時に、その制御プログラムのテ
ストデータを作成する場合の支援装置として用いられて
いる。実際に機器を用いた制御プログラム等のテストを
行う場合、各データ入力時点で達成されたカバーレッジ
率を観測するために、機器に前記のカバーレッジトレー
サが接続される。そして、オペレータは、各データ入力
ステップにおいてカバーレッジ率を確認しながらテスト
を実行し、目的のカバーレッジ率に達すると、テストを
終了するようにしている。このような用途に用いられて
いるプログラムカバーレッジトレーサは、制御プログラ
ム等の通過アドレス情報をトレースメモリに順次記録
し、各時点のトレースメモリの内容（トレースマップ）
をディスプレイ等に表示させ、また、トレースメモリの
内容を参照することによりカバーレッジ率を検出し、そ
れをディスプレイ等に表示させる。

【０００３】プログラムの実行状態を検査するこのよう
なプログラムカバレージトレーサは、従来、実行命令文
単位、又は複数の実行文を１ブロックとした単位に実行
の有無を取得し、物理的なファイル（プログラムファイ
ル，以下ファイル）単位、又は関数単位にカバレージ率
を算出、出力する。しかし、最近では、Ｃ⁺⁺プログラム
言語を用い、所定の機能をもつ自己完結形のカプセル化
されたオブジェクト指向の機能変数構造体類似のカプセ
ル化プログラムをクラスで定義して生成し、生成された
ユーザ定義のカプセル化機能変数構造体類似のカプセル
化プログラムを使用し、あるいはそれらを組み合わせる
ことでプログラムが作成されている。このように、オブ
ジェクト指向言語を用いてのプログラム開発に移行する
ことにより、各個人は、ファイル単位ではなく、クラス
単位に開発を担当するようになってきている。ここで、
クラス（クラス宣言）は、カプセル化されたユーザ定義
形の機能変数構造体類似の単位カプセル化プログラムを
規定する定義を受け持つものであり、定義され生成され
たカプセル化単位プログラムは、クラス宣言による、パ
ブリックメンバ関数、プライベイトメンバ関数（あるい
はメソッド）、関数の型／因数、各種のパブリックメン
バ変数，プライベイトメンバ変数、そしてデータ等含む
ものであって、他の同様なプログラムと連携を採ること
ができるほぼ自己完結形のカプセル化されたプログラム
になる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】カバレージトレースに
おいては、所定のプログラムを実行してプログラムトレ
ースをし、そのテスト結果、すなわち、全分岐数に対し
て実際の分岐がどの程度されたか（％）などの、いわゆ
るカバレージ率を取得することになるが、この場合のカ
バレージ取得方法は、ファイル単位、関数単位と行った
物理的な器単位においてカバレージ率を出力するため、
前記のクラスにより定義されたオブジェクト指向のプロ
グラムのテストの場合には、その進捗度合いの把握等が
難しい。すなわち、開発者がクラス単位に作業を担当す
るようになると、継承関係や、クラス定義とメンバ関数
実体の分離記述等のため、クラス宣言に記述されている
論理的な関係単位のカバレージ率が必要になってくる
が、従来のカバレージ取得方法は、ファイル単位、関数
単位と行った物理的な器単位にカバレージ率を取得する
だけであり、クラスという論理的な単位でカバレージ率
を取得することはできない。この発明の目的は、このよ
うな従来技術の問題点を解決するものであって、クラス
という論理的な単位でカバレージ率を取得し、進渉度合
いの把握等を容易にすることができるプログラムのカバ
レージトレース方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るためのこの発明のプログラムのカバレージトレース方
法の特徴は、ソースプログラムファイル（以下ソースフ
ァイルと言う）を読込む第１ステップと、読込んだソー
スファイルの中のクラスのメンバ関数、関数の型／因数
を解析する第２ステップと、解析結果をファイルに出力
する第３ステップと、カバレージ取得用命令を埋込んだ
ロードファイルを生成する第４ステップと、カバレージ
取得命令の実行結果とクラスの解析結果とを読込む第５
ステップ、クラスの解析結果をもとにクラス単位にカバ
レージ率を集計する第６ステップとを備えるものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】このようにすることで、親と子の
継承関係やメンバ関数の分離記述のためのあらかじめ決
められた予約語／構文規則を解釈することができ、論理
的なクラス単位にカバレージ率を取得することができ
る。具体的には、前記の構成において、クラス宣言を解
釈し、決められた予約語や構文規則を使用してメンバ関
数を検索する。そして、それらメンバ関数にカバレージ
取得用の情報を追加する。さらに、メンバ関数の各実行
文の実行の有無を、あらかじめ解釈しておいたクラス単
位に集計する。あるいは、すべての関数にカバレージ取
得用の情報を追加し、カバレージ集計時に決められた予
約語や構文規則を使用してメンバ関数を検索し、クラス
単位にカバレージ集計を行う。このような処理を行うこ
とにより、クラスのカバレージ率を取得し、さらに、決
められた予約語や構文規則を使用して親子の継承関係を
検索し、継承関係上の親のクラスのカバレージを子クラ
スに引き継ぐようにする。このことにより、例えば、親
クラスのカバレージは１００％、子クラスはまだ未テス
トだが親クラスのテストが終了したから残り全体の３０
％テストをすればよいというような進渉状況の把握が容
易にできる。その結果、従来の物理的な器単位にカバレ
ージ率が取得できるだけでなく、継承やメンバ関数の分
離記述のための予約語／構文規則を解釈して、論理的な
クラス単位でのカバレージ率まで取得することができ
る。

【０００７】

【実施例】図１は、コンパイルフェーズの機能構成図で
あり、図２は、カバレージ集計フェーズの機能構成図で
ある。この実施例は、大きく分けて、カバレージ率を取
得するための情報をプログラム内に埋込むコンパイルフ
ェーズと、プログラムを実行した結果を集計するカバレ
ージ集計フェーズの２つから構成されている。図１にお
いて、１０１は、カバレージ取得対象となるソースファ
イル読込部である。１０２は、ソースファイル読込部１
０１で読込んだソースファイル中、カバレージ率取得用
の情報をどこに埋込めばよいか、およびファイル内の関
数はどのクラスのメンバ関数であり、関数の型や引数の
個数／型は何かを解析するソースファイル解析部であ
る。１０３は、ソースファイル解析部１０２で取得した
カバレージ率取得用情報の埋込み位置とファイル内の関
数情報とをソースファイル解析情報としてファイルに出
力するソースファイル解析情報出力部である。このソー
スファイル解析情報出力部１０３は、後述する図５
（ａ）のカバレージ取得用テーブル５００と図６（ａ）
のソース情報テーブル６００とを生成する。１０４は、
ソースファイル解析情報出力部１０３で解析した結果を
もとにカバレージ率取得用の情報を埋込んだオブジェク
ト／ロードファイルを出力するカバレージ率取得用オブ
ジェクト出力部である。なお、これら出力部は、ＭＰＵ
が実行するプログラムとして実現されるが、ハードウエ
ハ回路としてその一部あるいは全部が実現されてもよ
い。

【０００８】図２において、２０１は、コンパイルフェ
ーズで出力されたソースファイル解析情報読込部であ
り、２０２は、実際にロードファイルが実行された時の
各ステップの実行の有無を読込む実行結果読込部、２０
３は、カバレージ率取得対象となるソースファイル読込
部である。２０４は、ソースファイル解析情報読込部２
０１、実行結果読込部２０２、ソースファイル読込部２
０３で読込んだ各情報より、実際のソースファイル上ど
の行が実行され、各関数のカバレージ率が何％であるか
を取得する関数単位カバレージ取得部して、その結果を
メモリの所定の領域あるいは所定のファイルに書込む。

【０００９】２０５は、取得するクラスの宣言を読込む
クラス宣言読込部である。２０６は、クラス宣言読込部
２０５で読込んだクラス宣言によりクラス内のメンバ関
数を取得し、ソースファイル解析情報読込部２０１で読
込んだソースファイル解析情報をもとに、クラスカバレ
ージ率を取得するために関数単位カバレージ取得部２０
４で取得した関数単位のカバレージ率中どれを使用すれ
ばよいかを解析するクラス解析部である。２０７は、親
子の継承関係上からみて親クラスとなっているクラスの
カバレージ率を読込む親クラスカバレージ読込部であ
る。２０８は、クラス解析部２０６で解析した結果、関
数単位カバレージ取得部２０４で取得した関数単位カバ
レージ率、および親クラスカバレージ読込部２０７で取
得した親クラスのカバレージ率をもとにクラスとしての
カバレージ率を取得し、出力する集計結果出力部であ
る。

【００１０】図３は、カバレージのＣＯメジャー，ＣＩ
メジャーを出力した例の説明図である。ＣＯメジャーと
は、実行済み文数／実行可能文数の割合（％）のことで
あり、ＣＩメジャーとは、実行済み分岐数／全分岐数の
割合（％）のことである。図３に示すように、各メンバ
関数（int a::a(void),…）について算出されたＣＯメ
ジャーとＣＩメジャーとの％をそれぞれに対応して示し
てある。

【００１１】さて、公知のＣ++言語によるプログラムに
ついてのカバレージ率を取得するものと仮定してその具
体例を以下説明する。図４は、コンパイルフェーズを計
算機上で実現する処理の流れ（アルゴリズム）を示して
いる。図４において、ソースファイルを読込むステップ
４０１は、ソースファイル読込部１０１での処理であ
り、ソースファイルの構文解析と解析情報の作成を行う
ステップ４０２〜ステップ４０３は、ソースファイル解
析部１０２での処理である。また、ソースファイル解析
情報を所定のファイルに出力するステップ４０４は、ソ
ースファイル解析情報出力部１０３での処理であり、カ
バレージ取得命令の埋込みからオブジェクトロードファ
イルの作成までのステップ４０５〜４０６は、カバレー
ジ取得用オブジェクト出力部１０３での処理に相当す
る。まず、ステップ４０１でソースファイル読込部１０
１においてカバレージ取得対象となるソースファイルを
読込み、ステップ４０２でソースファイル解析部１０２
において既存のコンパイラ同様の構文解析を行う。さら
に、ステップ４０３で構文解析の結果に基づいてソース
ファイルについてのソースファイル解析情報を作成し、
ステップ４０４でソースファイル解析情報を所定のファ
イルに出力する。

【００１２】ステップ４０５では、カバレージ取得用オ
ブジェクト出力部１０３において、ソースファイル解析
情報（図５，図６参照）をもとにソースファイルに対し
てカバレージ取得用の命令を埋込み、さらにステップ４
０６で通常のコンパイル／リンクを行いオブジェクト、
ロードファイルを生成する。ソースファイル解析情報出
力部１０３において生成されるソースファイル解析情報
は、図５（ａ）のカバレージ取得用テーブル５００と、
図６（ａ）のソース情報テーブル６００より構成され
る。カバレージ取得用テーブル５００は、カバレージ取
得用に命令を埋込んだ直後の命令がなにを意味するかを
示す種別コード欄５０１と、カバレージ取得用に命令を
埋込んだソースファイル上の行番号欄５０２、この命令
を実行することにより何命令が実行されたとみなすかを
示す行数欄５０３、そしてソーステーブル行数欄５０４
とが設けられている。なお、種別コード欄５０１に記憶
されるコードの例を図５（ｂ）に種別の詳細として示
す。

【００１３】ここで、ソーステーブル行数欄５０４に
は、例えば、種別が図５（ｂ）のBB_FUNCの場合、ソー
ス情報テーブル６００の何行目に構文解析結果が記述さ
れているかを示す値が記述される。なお、前記の「ＦＵ
ＮＣ」は、関数の意味であって、前記BB_FUNCは、図５
（ｂ）に示すように、ある関数「ＦＵＮＣ」についてそ
の関数定義直前にカバレージ取得用命令を追加した場合
である。その他のコマンドは、図５（ｂ）に示すとおり
である。種別に記述される命令語は、直前あるいは直後
にカバレージ取得用に命令を埋込んだときの命令であ
り、これは、通常、ブランチ命令、判定、ループ文など
である。この実施例のキーとなるソース情報テーブル６
００には、図６（ａ）に例として示すように、構文解析
結果を一定の規則に従い記述したものが記憶される。な
お、図６（ｂ）にソース情報テーブル内の構文規則の例
を示す。図６（ｂ）に示すように、まず、図６（ａ）の
ソース情報テーブル６００の各行におけるクラスと関数
の関係の記述が、「関数名称 [所属クラス名],fu(引数
型情報),戻り値型情報」の規則に従っている。これにり
より、クラスメンバの各関数（変数）とクラスとの関係
を得ることができる。詳しくは、構文解析の結果とし
て、その関数が含まれるクラス名が「ｃｌ：○○○」と
して記述され、さらに、ユーザ定義が「ｔｄ：」と記述
される。

【００１４】すなわち、クラス名や関数の型（基本型，
派生型，修飾型など）、因数などが略号で示されてい
る。クラスの略が「ｃｌ：」であり、ユーザ定義「ｔ
ｄ：」であってこれらが含まれていることが分かる。そ
こで、「ｃｌ：」で示されるクラスにおけるこれの後に
記述されたクラス名に対応して関数とそのカバレージ率
とをカバレージ取得用テーブル５００、特に前記の「Ｆ
ＵＮＣ」との関係で取得することができる。なお、この
例では、型情報は、型の短縮名で表現している。また、
型が派生している場合には、派生型の短縮名を付加し
「−」で区切って続けるものとする。さて、カバレージ
取得用の命令については、オブジェクト、ロードファイ
ルの実行により得られる実行結果に加えて、カバレージ
取得用テーブル５００の行番号順に実行／未実行の別を
それぞれビットで表し、それを実行結果として所定のフ
ァイルに出力する。

【００１５】図７は、カバレージ集計フェーズを計算機
上で実現する処理の流れ（アルゴリズム）を示してい
る。ソースファイル解析情報を読込むステップ７０１
は、ソースファイル解析情報読込部２０１での処理であ
り、その実行結果を読込むステップ７０２は、実行結果
読込部２０２での処理であり、オブジェクト、ロードフ
ァイルの実行により得られる実行結果を読込む。ソース
ファイルを読込むステップ７０３は、ソースファイル読
込部２０３での処理である。また、実行結果と対応する
カバレージ取得用情報テーブル行検索からソースファイ
ル上での実行／未実行の取得、そして関数単位のカバレ
ージ取得までのステップ７０４〜７０６は、取得する関
数単位カバレージ取得部２０４での処理であり、クラス
宣言の読込みのステップ７０７は、クラス宣言読込部２
０５での処理である。また、メンバ関数の検索からクラ
スのカバレージの算出、親クラスか否かの判定、そして
親クラスのカバレージを対象としているクラスのカバレ
ージに追加までのステップ７０８、７０９、７１０、７
１２は、クラス解析部２０６での処理であり、親クラス
のカバレージの読込みのステップ７１１は、親クラスカ
バレージ読込部２０７での処理、カバレージ出力のステ
ップ７１３は、集計結果出力部２０８の処理に相当す
る。

【００１６】まず、ステップ７０１、７０２、７０３に
おいて、各々ソースファイル解析情報、実行結果、ソー
ス情報を読込む。ステップ７０４では、実行結果がカバ
レージ取得用テーブルの行番号順に実行／未実行をビッ
ト表現していることを利用して、関数単位カバレージ取
得部２０４において、各ビットがカバレージ取得用テー
ブルの何行目の情報を示しているかを検索する。さら
に、ステップ７０５で、カバレージ取得用テーブル内の
種別欄５０１、ソース上対応行欄５０２、行数欄５０３
を参照し、ソース上での実行／未実行、実行済み分岐数
／全分岐数を取得する。ここで、全分岐数は、BB_THEN、
BB_ELSE、BB_CASEの個数の和を求めることにより算出さ
れる。実行済み分岐数は、実行されたBB_THEN、BB_ELSE、
BB_CASEの個数となる。また、全実行文数は、BB_THEN、B
B_ELSE、BB_CASE以外の種別の行数の和を求めることによ
り算出される。また、実行済み文数は、実行されたBB_T
HEN、BB_ELSE、BB_CASE以外の種別の行数の和を求めるこ
とにより算出さる。さらに、前記の種別の「ＦＵＮＣ」
に応じて各関数のカバレージ率が何％であるかも取得す
る。

【００１７】ステップ７０６では、ステップ７０５で取
得した結果を関数単位に集計する。ステップ７０７で
は、クラス宣言読込部２０５において、クラス宣言を読
込、ステップ７０８でクラスのメンバ関数を検索する。
メンバ関数の検索は、クラス宣言中に記されたクラス名
と、ソース情報テーブル６００に記憶されている関数の
所属するクラス名の比較により行う。ステップ７０９で
は、クラス解析部２０６において、クラス宣言読込部２
０５で読込んだクラス宣言によりクラス内のメンバ関数
を取得し、ソースファイル解析情報読込部２０１で読込
んだソースファイル解析情報（カバレージ取得用テーブ
ル５００とソース情報テーブル６００）とに基づいてク
ラスカバレージ率を取得するために関数単位カバレージ
取得部２０４で取得した各関数単位のカバレージ率のう
ちどれを使用すればよいかを解析する。その結果得られ
るそれぞれのクラスのメンバ関数のカバレージ率を集計
し、クラスのカバレージ率を算出する。

【００１８】そして、ステップ７１０で親クラス有りか
否かの判定を行い、この判定の結果、クラス宣言中に継
承のための予約語／構文がある場合、すなわち、ＹＥＳ
となったときには、ステップ７１１において、親クラス
カバレージ読込部２０７により、親クラスのカバレージ
率を読込み、ステップ７１２でクラス解析部２０６にお
いて、親クラスのカバレージ率を現在処理対象としてい
るクラスのカバレージ率に追加する。そして、ステップ
７１３で集計結果出力部２０８において、算出したクラ
スのカバレージ率を出力する。なお、ステップ７１０で
の判定において、ＮＯ条件になった場合には、このステ
ップ１１３へと移行する。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明のように、この発明にはって
は、ソースファイルを読込み、読込んだソースファイル
の中のクラスのメンバ関数、関数の型／因数を解析して
親子継承やメンバ関数の分離記述のためのあらかじめ決
められた予約語／構文規則を解釈し、その結果をファイ
ルに出力し、カバレージ取得用命令を埋込んだロードフ
ァイルを生成してカバレージ取得命令の実行結果とクラ
スの解析結果とを読込み、クラスの解析結果をもとにク
ラス単位にカバレージ率を集計するようにしている。そ
の結果、従来の物理的な器単位にカバレージを取得する
だけでなく、継承やメンバ関数の分離記述のための予約
語／構文規則を解釈し、論理的なクラス単位にカバレー
ジ率を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、コンパイルフェーズの機能構成図であ
る。

【図２】図２は、カバレージ集計フェーズの機能構成図
である。

【図３】図３は、カバレージのＣＯ，ＣＩメジャーを出
力した例の説明図である。

【図４】図４は、コンパイルフェーズを計算機上で実現
する処理の流れ図である。

【図５】図５（ａ）は、カバレージ取得用テーブルの説
明図であり、（ｂ）は、その種別コード欄に記憶される
コードの詳細説明図である。

【図６】図６（ａ）は、ソース情報テーブルの説明図で
あり、（ｂ）は、ソース情報テーブル内の構文規則の説
明図である。

【図７】図７は、カバレージ集計フェーズを計算機上で
実現する処理の流れ図である。

【符号の説明】

１０１…ソースファイル読込部、１０２…ソースファイ
ル解析部、１０３…ソースファイル解析情報出力部、１
０４…カバレージ取得用オブジェクト出力部、２０１…
ソースファイル解析情報読込部、２０２…実行結果読込
部、２０３…ソースファイル読込部、２０４…関数単位
カバレージ取得部、２０５…クラス宣言読込部、２０６
…クラス宣言読込部、２０７…クラス解析部、２０８…
集計結果出力部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ソースプログラムファイルを読込む第１ス
   テップと、読込んだ前記ソースプログラムファイルの中
   のクラスのメンバ関数、関数の型／因数を解析する第２
   ステップと、この第２ステップの解析結果を所定の形式
   で出力する第３ステップと、カバレージ取得用命令を埋
   込んだロードプログラムファイルを生成する第４ステッ
   プと、前記カバレージ取得命令の実行結果と出力された
   前記解析結果を読込む第５ステップ、前記クラスの解析
   結果をもとに前記クラス単位にカバレージ率を集計する
   第６ステップとを備えるプログラムのカバレージトレー
   ス方法。
2. 【請求項２】前記第３ステップは、直前あるいは直後に
   カバレージ取得用に命令を埋込んだときの命令のうちの
   関数についてクラス名を含めた構文解析情報を前記解析
   結果として発生して所定のファイルに所定の形式で出力
   するものであり、前記第５ステップは、前記所定のファ
   イルから前記解析結果を読込むものである請求項１記載
   のプログラムのカバレージトレース方法。
3. 【請求項３】前記第３ステップは、直前あるいは直後に
   カバレージ取得用に命令を埋込んだときの命令のうちの
   関数についてクラス名を含めた構文解析情報と前記関数
   と分岐命令を含む各種の命令について前記ソースファイ
   ルの前記各種の命令がある行についての情報を前記解析
   結果として発生して前記所定のファイルに所定の形式で
   出力するものであり、前記第５ステップは、前記関数と
   その他の前記命令に応じてカバレージ率を算出する算出
   手段を有し、前記第６ステップは、前記算出手段により
   算出された前記関数の前記カバレージ率や前記その他の
   命令に応じて算出された前記カバレージ率と前記構文解
   析結果のクラス名に応じて得られる関数のとに基づいて
   前記クラス単位のカバレージ率の集計を行う請求項１記
   載のプログラムのカバレージトレース方法。