JPH06309193A - 機械語プログラムの動作検証方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】新しいアーキテクチャの計算機用の機械語プロ
グラムの動作検証が、アーキテクチャを異にする既存の
計算機を用いて高速に行えるようにする。 【構成】新たなアーキテクチャの計算機用の機械語プロ
グラムを入力して、同プログラムから命令を取出し、こ
の取出した命令の種類を読取り、更にその命令の実行に
必要なデータ（オペランド等）の内容を読取る解読処理
を行って、高級言語のコードの生成が可能な形式の命令
情報を生成し、同情報から高級言語のコードを生成する
ことにより、上記機械語プログラムと同じ動作をする高
級言語ソースプログラムを生成する（ステップＳ１〜Ｓ
４）。次に、この高級言語ソースプログラムを既存のア
ーキテクチャの計算機上でコンパイル，リンクして、同
計算機上で実行可能なロードモジュールを作成し（ステ
ップＳ５）、このロードモジュールを同計算機上で実行
させて動作確認を行う（ステップＳ６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、新しいアーキテクチ
ャの計算機用に開発された機械語プログラムの動作検証
に好適な機械語プログラムの動作検証方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アーキテクチャの異なる計算機を新たに
開発する場合、新しい計算機用の機械語プログラムのデ
バッグ（動作検証）をする必要が生じる。ところが、こ
の段階では、新しい計算機（ハードウェア）は完成して
おらず、実存していないのが一般的である。このため、
新しい計算機上での動作検証は不可能である。

【０００３】そこで従来は、この動作検証（新しいアー
キテクチャの計算機用の機械語プログラムの動作検証）
を行うのに、新しい計算機のハードウェア機能をソフト
ウェア的に模擬するシミュレータを用いるようにしてい
た。但し、このシミュレータには、既存のアーキテクチ
ャ向きのシミュレータは使用できないことから、既存の
シミュレータの改造、或いは新たなアーキテクチャに適
合する新たなシミュレータの開発が必要となる。

【０００４】通常、シミュレータを用いた機械語プログ
ラムの動作検証は、同プログラムの命令コードを、ソフ
トウェア処理により逐次取出して、解読し、動作シミュ
レートを行うことにより実現される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来
は、新しいアーキテクチャの計算機用の機械語プログラ
ムの動作検証をシミュレータを用いて行うのに、シミュ
レータ側での対応が必要であり、シミュレータの改造、
或いはシミュレータの新規開発の手間がかかるという問
題があった。特に、複数の新たなアーキテクチャを開発
し、その中から実際に適用する１つのアーキテクチャを
決定しようとする場合には、各アーキテクチャ毎に対応
するシミュレータを用意しなければならないため、問題
であった。

【０００６】また、シミュレータを用いた機械語プログ
ラムの動作検証では、命令コードの取出し、解読がソフ
トウェア処理により逐次行われるため、シミュレーショ
ンの実行に長時間を要するという問題があった。

【０００７】この発明は上記事情を考慮してなされたも
のでその目的は、新しいアーキテクチャの計算機用の機
械語プログラムの動作検証が、そのアーキテクチャに適
合するシミュレータを必要とせずに行える機械語プログ
ラムの動作検証方法および装置を提供することにある。

【０００８】この発明の他の目的は、新しいアーキテク
チャの計算機用の機械語プログラムの動作検証が、アー
キテクチャを異にする既存の計算機を用いて高速に行え
る機械語プログラムの動作検証方法および装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１のアー
キテクチャの計算機用の機械語プログラム（第１の機械
語プログラム）から同プログラムと同じ動作を定義した
高級言語ソースプログラムを生成した後、この高級言語
ソースプログラムをコンパイルして上記第１のアーキテ
クチャとは異なる第２のアーキテクチャの計算機で実行
可能なロードモジュールを作成し、このロードモジュー
ルを第２のアーキテクチャの計算機で実行させることに
より、第１の機械語プログラムの動作検証を行うように
したことを特徴とするものである。

【００１０】また、この発明は、上記の第２のアーキテ
クチャの計算機を用いた動作検証に代えて、高級言語ソ
ースプログラムのコンパイルにより生成される第２のア
ーキテクチャに依存した機械語プログラム（第２の機械
語プログラム）をもとに、第２のアーキテクチャ向きの
シミュレータを動かしてシミュレーション実行を行うこ
とにより、第１の機械語プログラムの動作検証を行うよ
うにしたことをも特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の構成において、新たなアーキテクチャ
（第１のアーキテクチャ）の計算機を開発する過程で、
新しい計算機用の機械語プログラム（第１の機械語プロ
グラム）の動作検証を行う必要が生じた場合、その機械
語プログラムから同プログラムと同じ動作を定義した高
級言語ソースプログラムが生成される。この高級言語ソ
ースプログラムはアーキテクチャに依存しないことか
ら、同ソースプログラムを既存のアーキテクチャ（第２
のアーキテクチャ）の計算機に適合するコンパイラでコ
ンパイルすることにより、同計算機で実行可能なロード
モジュールを作成することができる。したがって、この
ロードモジュールを同計算機で実際に実行させることに
より、上記第１の機械語プログラムと同じ動作を行わせ
ることができ、このマシンネイティブな第１の機械語プ
ログラムの動作検証を既存の計算機上で実現することが
可能となる。

【００１２】また、同様の理由により、上記ロードモジ
ュール作成の過程で生成される、第２ののアーキテクチ
ャに依存する機械語プログラム、即ち上記第１の機械語
プログラムと同じ動作が可能な第２の機械語プログラム
をもとに、第２のアーキテクチャに適合する既存のシミ
ュレータによるシミュレーションを実行させることもで
き、第１の機械語プログラムの動作検証を既存のシミュ
レータにより実現することが可能となる。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係る機械語プロ
グラムの動作検証装置の構成を示すブロック図である。
図１において、１は計算機の機械語で記述された機械語
プログラム２から同プログラム２と同じ動作を定義した
例えばＣ言語で記述された高級言語ソースプログラム３
を生成する高級言語プログラム生成部である。本実施例
において、上記機械語プログラム２は、並列実行型の新
しいアーキテクチャ（第１のアーキテクチャ）の計算機
用に開発されたものであり、同時に実行可能な命令を、
この新たな計算機（ハードウェア）が同時に並行して実
行するように並列に記述されたプログラム（並列化され
た機械語プログラム）である。

【００１４】高級言語プログラム生成部１は、例えば後
述する計算機４上で実現されるもので、命令フェッチ部
１１、フェッチ命令記憶部１２、命令情報テーブル１
３、デコード処理部１４、解読済命令情報記憶部１５、
および高級言語記述部１６から構成される。

【００１５】命令フェッチ部１１は、機械語プログラム
１からの命令取出しを司る。フェッチ命令記憶部１２
は、命令フェッチ部１１により取出された命令を記憶す
るのに用いられる。

【００１６】命令情報テーブル１３には、命令の種類毎
に、その命令の記述方法（記述型式）を示す情報（命令
情報）が登録される。デコード処理部１４は、フェッチ
命令記憶部１２中の命令の解読処理を命令情報テーブル
１３を参照して行い、高級言語記述部１６で処理可能な
形式の命令情報を生成する。

【００１７】解読済命令情報記憶部１５は、デコード処
理部１４により生成された命令情報（解読済命令情報）
を記憶するのに用いられる。高級言語記述部１６は、解
読済命令情報記憶部１５中の解読済命令情報に記述され
ている動作と同一の動作を定義した高級言語（Ｃ言語）
のコードの生成を司る。

【００１８】４は上記第１のアーキテクチャとは異なる
既存のアーキテクチャ（第２のアーキテクチャ）の例え
ば順次実行型の計算機、５はＣ言語で記述された高級言
語ソースプログラムをコンパイル，リンクして計算機４
で実行可能な実行ロードモジュールを作成する第２のア
ーキテクチャに適合したコンパイラ＆リンカである。こ
のコンパイラ＆リンカ５は、計算機４上に実現されるも
のである。

【００１９】６は機械語プログラム２の作成のもとにな
ったＣ言語で記述された高級言語ソースプログラム、７
はこの高級言語ソースプログラム６をコンパイラ＆リン
カ５がコンパイル，リンクすることにより作成された実
行ロードモジュール、８は高級言語プログラム生成部１
により生成された高級言語ソースプログラム３をコンパ
イラ＆リンカ５がコンパイル，リンクすることにより作
成された実行ロードモジュールである。

【００２０】次に、図１の構成の装置における機械語プ
ログラムの動作検証について、図２のフローチャートを
適宜参照して説明する。まず、並列化された機械語プロ
グラム２は、並列化したコードを出力する第１のアーキ
テクチャに適合した新たなコンパイラ（図示せず）によ
って、Ｃ言語で記述された高級言語ソースプログラム６
をコンパイルすることにより生成されたものである。こ
の高級言語ソースプログラム６の一部の記述例を図３に
示す。また機械語プログラム２の図３との対応部分を図
４に示す。

【００２１】図３に示したソースプログラム部分は、整
数（ｉｎｔ）型の変数ｂとｃの加算結果を整数型の変数
ａとすることを定義したものである。また図４に示した
機械語プログラム部分では、上記変数ａ，ｂ，ｃのメモ
リ領域としてメモリのＡ番地，Ｂ番地，Ｃ番地（アドレ
スＡ，Ｂ，Ｃ）が割当てられている。この図４におい
て、同一行に記述されている２つの命令ＬＤ（［Ｂ］，
Ｒ２）およびＬＤ（［Ｃ］，Ｒ３）、即ちメモリのＢ番
地からレジスタＲ２へロードする命令およびメモリのＣ
番地からレジスタＲ３へロードする命令は並行して実行
されることを示す。

【００２２】さて、機械語プログラム２の動作検証を行
う場合、同プログラム２を補助記憶装置または主記憶
（図示せず）を介して高級言語プログラム生成部１に与
える（ステップＳ１）。

【００２３】高級言語プログラム生成部１内の命令フェ
ッチ部１１は、この補助記憶装置または主記憶上の機械
語プログラム２より各命令の取出しを行い、取出した命
令を、デコード処理部１４が容易にアクセス可能なメモ
リ領域に確保されたフェッチ命令記憶部１２にコピーす
る（ステップＳ２）。

【００２４】デコード処理部１４は、命令フェッチ部１
１によりフェッチ命令記憶部１２に取出された命令を命
令情報テーブル１３に従って解読する（ステップＳ
３）。このデコード処理部１４の動作の詳細を次に説明
する。

【００２５】まず命令情報テーブル１３には、図５の模
式図に示すように、命令の種類毎に、その命令の記述方
法を示す命令情報が登録されている。例えば命令名ＡＤ
Ｄであれば、ＡＤＤを示す命令ＩＤ（命令識別子）は
“１００”で、オペランド数は３であり、そのオペラン
ドの種類は、第１オペランド乃至第３オペランドのいず
れもレジスタであることが示されている。

【００２６】そこでデコード処理部１４は、フェッチ命
令記憶部１２に取出された（機械語プログラム２中の）
命令から命令の種類を読取り、その命令種類の命令情報
テーブル１３内の命令情報に従って、その命令の実行に
必要なデータ（オペランド等）の内容を読取る。例えば
命令ＬＤ（［Ｂ］，Ｒ２）であれば、デコード処理部１
４は、命令の種類がＬＤで、オペランドが第１オペラン
ド（第１オペランド値）“Ｂ”と第２オペランド（第２
オペランドレジスタ）“２”の２つであり、「Ｂ番地か
らレジスタＲ２へロードする」ことを読取る。

【００２７】次にデコード処理部１４は、読取った情報
から、図６に示すような、高級言語記述部１６で処理可
能な形式の命令情報（解読済命令情報）を生成して、同
高級言語記述部１６が容易にアクセス可能なメモリ領域
に確保された解読済命令情報記憶部１５に書込む。この
図６は、図４に示した機械語プログラム部分に対するデ
コード処理部１４の解読処理により得られた解読済命令
情報を示したものである。なお、同一行に記述された命
令、例えば図４中の２つの命令ＬＤ（［Ｂ］，Ｒ２）お
よびＬＤ（［Ｃ］，Ｒ３）については、左側の命令から
先に解読処理されるものとする。

【００２８】高級言語記述部１６は、デコード処理部１
４による解読処理の結果、解読済命令情報記憶部１５に
記憶された解読済命令情報を入力し、同命令情報中に記
述されている動作と同一の動作を定義したＣ言語で記述
される高級言語のコード（Ｃ言語のソースコード）、即
ち同命令情報で示される命令を模擬する高級言語のコー
ドを生成する（ステップＳ４）。

【００２９】この高級言語記述部１６による高級言語の
コード作成処理により、図７に示すようなＣ言語で記述
された高級言語ソースプログラム３が生成される。この
高級言語ソースプログラム３は、新たなアーキテクチャ
（第１のアーキテクチャ）の計算機を開発するために作
成された高級言語ソースプログラム３を新たなコンパイ
ラ（ここではＣコンパイラ）でコンパイルすることによ
り生成された機械語プログラム２から、（通常の高級言
語ソースプログラムから機械語プログラムを生成するの
と逆の向きで）生成されたものであり、機械語プログラ
ム２と同じ動作をするはずである。

【００３０】次に、上記のようにして高級言語プログラ
ム生成部１により生成された高級言語ソースプログラム
３を、（順次実行型の）計算機４上で実現されるコンパ
イラ＆リンカ５によりコンパイル，リンクして、同計算
機４で実行可能な実行ロードモジュール８を作成する
（ステップＳ５）。そして、この実行ロードモジュール
８を計算機４上で実際に実行させることで、開発者は動
作確認を行う（ステップＳ６）。ここでは、期待される
動作（機械語プログラム２が正しいものであるならば実
現されるべき動作）が行われているか否かにより動作を
確認することが可能となる。

【００３１】一方、期待される動作を確実に把握してい
ない開発者が動作確認をする場合には、次の方法を適用
する。まず、機械語プログラム２の作成のもとになった
高級言語ソースプログラム６を、コンパイラ＆リンカ５
によりコンパイル，リンクして、同計算機４で実行可能
な実行ロードモジュール７を作成する（ステップＳ１
１）。そして、この実行ロードモジュール７を計算機４
上で実際に実行させることで、開発者は期待される動作
を把握することができる。したがって、開発者は、この
実行ロードモジュール７に従う動作と、実行ロードモジ
ュール８に従う動作とが同一であるか否かを比較するこ
とで、新たな計算機用の並列化された機械語プログラム
２の動作検証を速やかに行うことができる。

【００３２】これにより、機械語プログラム２を生成し
た、第１のアーキテクチャに適合する新たなコンパイラ
（Ｃコンパイラ）のデバッグを高速に行うこともでき
る。なお、本発明は、Ｃコンパイラに限らず、クロスＣ
コンパイラ、クロスＦｏｒｔｒａｎ（フォートラン）コ
ンパイラなど、他の種類のコンパイラの生成コードの検
証にも応用できることは勿論である。

【００３３】また機械語プログラム２がコンパイラで作
成されたものでなく、開発者によって直接作成されたも
のであっても構わない。また、実行ロードモジュール
７，８に従う動作で、ファイル等に格納された各情報を
読出して特定の記憶領域に格納し、両者を比較するため
のプログラムを計算機４上で動かすことにより、機械語
プログラム２の動作検証を自動的に行うことも可能であ
る。

【００３４】また、計算機４を用いた動作検証に代え
て、第２のアーキテクチャに適合した既存のシミュレー
タを用いた動作検証も可能である。このシミュレータを
用いた動作検証では、同シミュレータが第２のアーキテ
クチャに依存した機械語プログラムに対応しているなら
ば、コンパイラ＆リンカ５による高級言語ソースプログ
ラム３のコンパイルの過程で生成される機械語プログラ
ムを同シミュレータに与えればよく、オブジェクトに対
応しているならば、同じコンパイルの過程で生成される
オブジェクトを同シミュレータに与えればよい。

【００３５】また、高級言語プログラム生成部１による
高級言語ソースプログラム３の生成と同様にして、第１
のアーキテクチャに依存する機械語プログラム２から、
第２のアーキテクチャに依存する機械語プログラムを生
成し、この生成した機械語プログラムをもとに計算機４
で実行可能なロードモジュールを作成して動作検証を行
うことも、この機械語プログラムを第２のアーキテクチ
ャに適合したシミュレータでシミュレーション実行させ
ることで動作検証を行うことも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
新たなアーキテクチャの計算機用の機械語プログラムか
ら同プログラムと同じ動作を定義した高級言語ソースプ
ログラムを生成し、この高級言語ソースプログラムをコ
ンパイルして上記新たなアーキテクチャとは異なる既存
のアーキテクチャの計算機で実行可能なロードモジュー
ルを作成し、このロードモジュールを上記既存のアーキ
テクチャの計算機で実行させることにより、機械語プロ
グラムの動作検証を、新たなアーキテクチャの計算機が
実在しなくても、高速に実行することができる。

【００３７】また、この発明によれば、上記のように生
成された高級言語ソースプログラムのコンパイルの過程
で生成される第２のアーキテクチャに依存する機械語プ
ログラムをもとに、第２のアーキテクチャ向きのシミュ
レータを動かしてシミュレーション実行を行うことによ
り、既存のシミュレータにても、機械語プログラムの動
作検証が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る機械語プログラムの
動作検証装置の構成を示すブロック図。

【図２】図１のシステムにおける機械語プログラムの動
作検証手順を説明するためのフローチャート。

【図３】同実施例での動作検証の対象となる機械語プロ
グラム２のもとになった高級言語ソースプログラム６の
一部の記述例を示す図。

【図４】機械語プログラム２の図３との対応部分を示す
図。

【図５】命令情報テーブル１３の内容例を示す模式図。

【図６】図４に示した機械語プログラム部分に対するデ
コード処理部１４の解読処理により得られた解読済命令
情報を示す図。

【図７】高級言語プログラム生成部１によって機械語プ
ログラム２から生成された高級言語ソースプログラム３
の図４に対応した部分を示す図。

【符号の説明】

１…高級言語プログラム生成部、２…機械語プログラム
（第１のアーキテクチャの計算機用の機械語プログラ
ム）、３…高級言語ソースプログラム、４…計算機（第
２のアーキテクチャの計算機）、５…コンパイラ＆リン
カ、６…高級言語ソースプログラム、７，８…実行ロー
ドモジュール、Ｓ１〜Ｓ４…ステップ（第１のステッ
プ）、Ｓ５…ステップ（第２のステップ）、Ｓ６…ステ
ップ（第３のステップ）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のアーキテクチャの計算機用の機械
   語プログラムから同プログラムと同じ動作を定義した高
   級言語ソースプログラムを生成する第１のステップと、 この第１のステップで生成された前記高級言語ソースプ
   ログラムをコンパイルして前記第１のアーキテクチャと
   は異なる第２のアーキテクチャの計算機で実行可能なロ
   ードモジュールを作成する第２のステップと、 この第２のステップで作成された前記ロードモジュール
   を前記第２のアーキテクチャの計算機で実行させること
   により、前記機械語プログラムの動作検証を行う第３の
   ステップとを具備することを特徴とする機械語プログラ
   ムの動作検証方法。
2. 【請求項２】 第１のアーキテクチャの計算機用の第１
   の機械語プログラムから同プログラムと同じ動作を定義
   した高級言語ソースプログラムを生成する第１のステッ
   プと、 この第１のステップで生成された前記高級言語ソースプ
   ログラムをコンパイルして前記第１のアーキテクチャと
   は異なる第２のアーキテクチャに依存する機械語で記述
   された第２の機械語プログラムを生成する第２のステッ
   プと、 この第２のステップで生成された前記第２の機械語プロ
   グラムをもとに前記第２のアーキテクチャ向きのシミュ
   レータを動かしてシミュレーション実行を行うことによ
   り、前記第１の機械語プログラムの動作検証を行う第３
   のステップとを具備することを特徴とする機械語プログ
   ラムの動作検証方法。
3. 【請求項３】 第１のアーキテクチャの計算機用の機械
   語プログラムから同プログラムと同じ動作を定義した高
   級言語ソースプログラムを生成する高級言語プログラム
   生成手段と、 前記第１のアーキテクチャとは異なる第２のアーキテク
   チャの計算機と、 前記高級言語プログラム生成手段により生成された前記
   高級言語ソースプログラムをコンパイルして前記第２の
   アーキテクチャの計算機で実行可能なロードモジュール
   を作成するコンパイル手段と、 このコンパイル手段により作成された前記ロードモジュ
   ールを前記第２のアーキテクチャの計算機で実行させる
   実行手段とを具備し、前記第２のアーキテクチャの計算
   機で前記ロードモジュールを実行させることにより前記
   機械語プログラムの動作検証を行うようにしたことを特
   徴とする機械語プログラムの動作検証装置。
4. 【請求項４】 第１のアーキテクチャの計算機用の第１
   の機械語プログラムから同プログラムと同じ動作を定義
   した高級言語ソースプログラムを生成する高級言語プロ
   グラム生成手段と、 前記第１のアーキテクチャとは異なる第２のアーキテク
   チャの計算機の機能を模擬するシミュレータと、 前記高級言語プログラム生成手段により生成された前記
   高級言語ソースプログラムをコンパイルして前記第２の
   アーキテクチャに適合した第２の機械語プログラムを生
   成するコンパイル手段と、 このコンパイル手段により生成された前記第２の機械語
   プログラムを前記シミュレータ上でシミュレーション実
   行させる実行手段とを具備し、前記シミュレータを用い
   た前記第２の機械語プログラムの動作検証のシミュレー
   ションにより、前記第１の機械語プログラムの動作検証
   を行うようにしたことを特徴とする機械語プログラムの
   動作検証装置。