JPH1049401A - プログラムのデバッグ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロコンピュータのオンライン用デバッ
ガではブレークポイントでのレジスタ、メモリ等の参照
や変更ができない。 【解決手段】 ブレークポイントによるデバッグ機能を
もつマイクロコンピュータを利用し、ブレークポイント
の割込みで使用するベクタをオンラインデバッガの処理
ルーチンに変更し、設定したブレークポイントをプログ
ラムが実行してオンラインデバッガにブレークポイント
割込みが発生した時点での全レジスタと指定メモリ及び
指定Ｉ／Ｏの内容をセーブし（Ｓ５〜Ｓ７）、指定メモ
リ及び指定Ｉ／Ｏに指定するデータを書込み（Ｓ８，Ｓ
９）、ブレークポイント機能を解除し（Ｓ１０）、ブレ
ークポイントのベクタをオフラインデバッガのベクタに
戻し（Ｓ１１）、セーブした内容をダンプし（Ｓ１
２）、プログラムの実行を元の命令から再開する（Ｓ１
３、ＩＲＥＴ）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロコンピュ
ータのソフトウェア開発におけるプログラムの誤りを発
見・修正するためのデバッグ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロコンピュータのソフトウェア開
発には、インサーキットエミュレータ（ＩＣＥ）と呼ば
れるソフトウェアのデバッグツールがある。このＩＣＥ
は、コンピュータのプロセッサやメモリの動作を模擬
し、プログラムへの割込み、ブレークポイントの設定、
シングルステップ実行などの機能を有し、ソフトウェア
の開発支援を行う。

【０００３】また、ターゲットになるコンピュータがな
い段階では、パーソナルコンピュータ上でソフトウェア
の試験ができるようにしたデバッグツールもある。

【０００４】ターゲットが存在し、作成したプログラム
をターゲットにロードした後、ＩＣＥを使用しないでソ
フトウェアの試験をするためにはデバッガと呼ばれるソ
フトウェアを使用している。

【０００５】このデバッガは、マイクロコンピュータメ
ーカやＯＳ（オペレーティングシステム）メーカから提
供される場合があるが、組み込み用ソフトウェアでＯＳ
を使用しないか、又は、専用ＯＳを使用する場合には、
自作のデバッガを作成することになる。

【０００６】デバッガの機能として、主に以下のものが
ある。

【０００７】（１）ブレークポイントによるプログラム
の起動／中断／継続起動。

【０００８】（２）レジスタ、メモリ、Ｉ／Ｏ空間の参
照と変更。

【０００９】これら機能の内、（１）の機能はプログラ
ム単体の試験で使用するものであり、（２）の機能は主
として単体試験及びそれ以降の開発工程で使用する機能
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＩＣＥは、組み込み用
ソフトウェアの全開発工程で使用可能であるが、通常、
高価であり、使用時にはターゲットとＩＣＥ本体とを接
続するためのプローブやケーブル等が必要となる。その
ため、ターゲットを運用状態で試験するような場合には
ＩＣＥが使用できないことがある。

【００１１】パーソナルコンピュータ上でソフトウェア
試験を行う場合、それは単体試験までであり、ターゲッ
ト上のオンライン状態での試験では使用できない。

【００１２】デバッガにはいくつかの種類があるが、通
常はオフラインデバッガと呼ばれる単体試験用のもの
と、オンラインデバッガと呼ばれる結合試験以降で使用
するものがある。

【００１３】オフラインデバッガは、プログラム中にブ
レークポイントと呼ばれるプログラム中断機能を設定
し、プログラムがブレークポイントを実行するとデバッ
ガが起動し（通常は割込みによる）、その時点でレジス
タやメモリ、Ｉ／Ｏの参照／変更をするものである。さ
らに、ブレークポイントで中断していたプログラムを継
続起動することができる。したがって、ブレークポイン
トによりデバッガが動作するため、オンライン状態で使
用することができない。

【００１４】通常のオンラインデバッガは、ブレークポ
イントによるプログラム中断／継続起動の機能はなく、
キー入力した時点でのメモリ、Ｉ／Ｏの参照／変更を行
うことができるが、オンライン中のレジスタの参照／変
更はできない。

【００１５】つまり、レジスタの値はプログラム中で刻
々変化しており、キー入力した時点でのレジスタの内容
を参照しても、全く意味がない。

【００１６】しかし、ブレークポイントのようにプログ
ラム内のある点を実行したときのレジスタ、メモリ、Ｉ
／Ｏを参照する機能があれば、有効である。

【００１７】本発明の目的は、オンラインデバッガの機
能を持たせながらブレークポイントによるレジスタ、メ
モリ、Ｉ／Ｏの参照や変更ができるデバッグ方法を提供
することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ブレークポイ
ントによるデバッグ機能をもつマイクロコンピュータを
使ったプログラムのデバッグにおいて、前記ブレークポ
イントの割込みで使用するベクタをオンラインデバッガ
の処理ルーチンに変更し、指定したプログラムアドレス
にブレークポイントを設定し、前記設定したブレークポ
イントをプログラムが実行してオンラインデバッガにブ
レークポイント割込みが発生した時点での全レジスタと
指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏの内容をセーブし、指定メモ
リ及び指定Ｉ／Ｏに指定するデータを書込み、ブレーク
ポイント機能を解除し、ブレークポイントのベクタをオ
フラインデバッガのベクタに戻し、前記セーブした内容
をダンプし、プログラムの実行を元の命令から再開する
ことを特徴とする。

【００１９】また、前記指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏに指
定するデータの書込みを複数回変更可能にすることを特
徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】

（第１の実施形態）図１は、デバッガのオンラインブレ
ークポイントのセット処理を示す。通常、マイクロコン
ピュータにはブレークポイント命令が用意されている。
さらに、デバッグ機能があるマイクロコンピュータでは
ハードウェア構成のブレークポイント機能が用意されて
いるものがある。

【００２１】これらの機能により、ブレークポイントを
実行すると、ブレークポイント割込みが発生し、デバッ
ガに制御が移る。しかし、通常はこれら機能はオフライ
ンデバッガであり、その動作でマイクロコンピュータは
オフライン状態になってしまう。

【００２２】そこで、図１では、オフラインブレークポ
イント割込みで使用するベクタ（割込みルーチンを示す
テーブル）をセーブし（Ｓ１）、このベクタをオンライ
ンデバッガの割込みルーチンにセットする（Ｓ２）。

【００２３】すなわち、通常はオフラインデバッガのブ
レークポイント処理ルーチンに向いているベクタをオン
ラインデバッガのブレークポイント操作があった時点で
オンラインデバッガのブレークポイント処理ルーチンに
変更する。変更前に格納されていた値は、別のメモリに
セーブしておく。

【００２４】上記のベクタのセットに次いで、オンライ
ンブレークポイント割込みが発生したときに参照するメ
モリアドレス、Ｉ／Ｏポートアドレスを指定する機能を
用意する。さらに、指定したメモリ、Ｉ／Ｏを変更する
値を指定する機能を用意する。

【００２５】次に、図２に示すように、ユーザが指定し
たプログラムアドレスにブレークポイントを設定する。
ブレークポイント命令による場合は、元々格納されてい
た旧命令をセーブした後（Ｓ２）、ブレークポイント命
令を格納する（Ｓ３）。

【００２６】これら機能付加及び処理を行った後、オン
ラインブレークポイントの割込み処理を行う。この処理
は、設定したブレークポイント（図１参照）により、そ
のブレークポイントをプログラムが実行すると、オンラ
インデバッガにブレークポイント割込みが発生した時に
図３に示す処理を行う。

【００２７】図３において、ブレークポイントの割込み
発生時点での全レジスタの内容をセーブ（Ｓ５）、指定
メモリの内容のセーブ（Ｓ６）、指定Ｉ／Ｏの内容のセ
ーブ（Ｓ７）を行う。さらに、指定メモリへの指定デー
タの書込み（Ｓ８）、指定Ｉ／Ｏへの指定データの書込
み（Ｓ９）を行う。

【００２８】次いで、ブレークポイント機能の解除を行
う（Ｓ１０）。この解除は、ブレークポイント命令によ
るブレークポイント割込みならば、元の命令に戻す。

【００２９】次いで、ブレークポイントのベクタをオフ
ラインデバッガのベクタに戻し（Ｓ１１）、セーブして
いたレジスタ値、メモリ値、Ｉ／Ｏ値をダンプし（Ｓ１
２）、割込みアドレスを−１し（Ｓ１３）、元の命令か
らのプログラム実行を再開する（ＩＲＥＴ）。

【００３０】（第２の実施形態）前記の実施形態では、
オンラインブレークポイントを１回だけ実行すると処理
を終了するが、ユーザが指定するまでオンラインブレー
クポイント処理を継続することができる。

【００３１】つまり、図３の処理Ｓ１０，Ｓ１１を行わ
ず、ブレークポイント機能を残しておくことで実現され
る。ブレークポイント機能の解除は、ユーザ指定により
処理Ｓ１０，Ｓ１１を実行することになる。この方法に
より、プログラムのある点の継続したレジスタ、メモ
リ、Ｉ／Ｏの参照が可能となる。

【００３２】本実施形態において、データやＩ／Ｏの変
更を継続的に行うことで、プログラムの修正なしで強制
的にデータを指定値に変更することができる。これは、
プログラムの修正をしないでデータを変更できることか
ら、以下の応用が可能となる。

【００３３】（１）命令の無効化…ブレークポイントで
指定したポイント以前に実行していた処理結果がメモリ
に格納されているため、その結果を別の値にすること
で、ブレークポイント以前の命令を無効にできる。例え
ば、サブルーチンの演算をなかったことにすることがで
きる。

【００３４】（２）入力データの変更…変更データをい
ろいろ変化させることで、実際には入力していないデー
タであっても、データを変化させてダイナミックな試験
が可能となる。

【００３５】（３）パッチプログラムの効果…プログラ
ムにバグがある場合にプログラムを修正するが、プログ
ラムがＲＯＭになっている場合や修正に時間がかかる場
合、パッチプログラムを作ることがある。パッチプログ
ラムは、バグの部分を取り消し、本来のプログラムを実
行させるためのものである。したがって、データを強制
的に変更できるため、バグのある後にブレークポイント
をセットすることでパッチプログラムと同じ効果が得ら
れる。

【００３６】

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、マイク
ロコンピュータのブレークポイントの割込みで使用する
ベクタをオンラインデバッガの処理ルーチンに変更し、
オンラインデバッガにブレークポイント割込みが発生し
た時点での全レジスタと指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏの内
容をセーブし、指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏに指定するデ
ータを書込むようにしたため、オンライン状態でブレー
クポイント指定アドレスでのレジスタ、メモリ、Ｉ／Ｏ
の参照及びメモリ、Ｉ／Ｏの変更ができる。

【００３７】また、ブレークポイントのベクタをオンラ
インデバッガのブレークポイント処理ルーチンにし、ブ
レークポイントの使用を終了したときにオフラインデバ
ッガのブレークポイント処理ルーチンに戻すことによ
り、オンラインデバッガとオフラインデバッガの共存が
できる。

【００３８】また、本発明によれば、指定メモリ及び指
定Ｉ／Ｏに指定するデータの書込みを複数回変更可能に
するため、以下の効果がある。

【００３９】（１）長時間にわたってオンライン状態で
の指定ブレークポイントのレジスタ、メモリ、Ｉ／Ｏの
参照が可能となる。

【００４０】（２）ブレークポイントで演算結果を無効
にすることで、ブレークポイントが発生するまでに行っ
ていた処理を無効にすることができる。

【００４１】（３）実入力がなくても、あたかも入力が
あったようにデータを変化させて試験することができ
る。

【００４２】（４）データを強制的に変更できることか
らパッチプログラムを作成したのと同等の試験ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態におけるブレークポイントの
セット処理手順。

【図２】実施形態におけるオンラインブレークポイント
のセット処理手順。

【図３】実施形態におけるオンラインブレークポイント
割込み処理手順。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブレークポイントによるデバッグ機能を
   もつマイクロコンピュータを使ったプログラムのデバッ
   グにおいて、 前記ブレークポイントの割込みで使用するベクタをオン
   ラインデバッガの処理ルーチンに変更し、 指定したプログラムアドレスにブレークポイントを設定
   し、 前記設定したブレークポイントをプログラムが実行して
   オンラインデバッガにブレークポイント割込みが発生し
   た時点での全レジスタと指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏの内
   容をセーブし、指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏに指定するデ
   ータを書込み、 ブレークポイント機能を解除し、ブレークポイントのベ
   クタをオフラインデバッガのベクタに戻し、前記セーブ
   した内容をダンプし、プログラムの実行を元の命令から
   再開することを特徴とするデバッグ方法。
2. 【請求項２】 前記指定メモリ及び指定Ｉ／Ｏに指定す
   るデータの書込みを複数回変更可能にすることを特徴と
   する請求項１に記載のデバッグ方法。