第 5 章 プログラムの解析とデバッグ
この章では、プログラムの解析とデバッグを容易にするコンパイラの機能について説明します。
5.1 大域的なプログラムの検査 (-Xlist)
-Xlist オプションは、ソースプログラムに不整合がないか、実行時に発生しそうな問題がないかを解析します。コンパイラが行う解析は、大域的に、つまり副プログラム間で行われます。
-Xlist は、境界整列のエラー、副プログラムの引数、共通ブロック、パラメータの数や型の対応のエラー、およびそのほかのさまざまな種別のエラーを報告します。
–Xlist はまた、詳細なソースコードのリストと相互参照表も作成します。
-Xlist オプションでコンパイルされたプログラムには、自動的にその解析ファイルがバイナリファイル中に構築されます。それによって、ライブラリのプログラム間で大域的なプログラム検査を行うことができます。
5.1.1 GPC の概要
大域的なプログラムの検査 (GPC) は、-Xlistx オプションで呼び出され、次のことを行います。
-
別のマシンや異なるオペレーティングシステムの間で、プログラムを移動するときに必要な移植上のいくつかの制約を適用する。
-
正当ではあっても無駄が多かったりエラーにつながりそうな構造を検出する。
-
そのほかのバグやあいまいな箇所を指摘する。
さらに具体的には、大域的なチェック機能によって次のような問題が報告されます。
5.1.2 大域的なプログラム検査の起動方法
-Xlist オプションをコマンド行に指定すると、コンパイラの大域的なプログラムアナライザが起動されます。以降の節では、-Xlist のサブオプションについて説明します。
例: 基本的な大域的なプログラム検査用に 3 つのファイルをコンパイルします。
demo% f95 -Xlist any1.f any2.f any3.f |
前述の例では、コンパイラは次のことを行います。
-
any1.lst ファイルに出力リストを生成する。
-
エラーがなければプログラムのコンパイルとリンクを行う。
5.1.2.1 画面への出力
通常、-Xlistx によって生成される出力リストはファイルに書き込まれます。直接画面に表示するには、-Xlisto を使用して、出力ファイルを /dev/tty に書き込みます。
例: 端末に表示します。
demo% f95 -Xlisto /dev/tty any1.f |
5.1.2.2 デフォルトの出力機能
–Xlist オプションは、出力で利用できる機能を組み合わせたものです。 ほかの -Xlist オプションを指定していない場合は、デフォルトで次のことを行います。
-
出力リストのファイル名は、最初に現れた入力ソースまたはオブジェクトのファイルの名前で、接尾辞は .lst に置換される。
-
ルーチン間の不整合に関するエラーメッセージ (リストの該当する箇所に埋め込まれる)
-
識別子の相互参照表
-
1 ページ 66 行、1 行 79 カラムのページ割り
-
呼出しグラフは生成しない。
-
include ファイルは展開しない。
5.1.2.3 ファイル形式
検査プロセスは、コンパイラコマンド行に指定されたすべてのファイル (接尾辞 .f、.f90、.f95、.for、.F、.F95、.o の付くファイル) を認識します。.o ファイルは、サブルーチンと関数の名前など、大域的な名前に関する情報だけをプロセスに提供します。
5.1.3 -Xlist と大域的なプログラム検査の例
次の例で使用される Repeat.f ソースコードを示します。
demo% cat Repeat.f
PROGRAM repeat
pn1 = 27.005
CALL subr1 ( pn1 )
CALL newf ( pn1 )
PRINT *, pn1
END
SUBROUTINE subr1 ( x )
IF ( x .GT. 1.0 ) THEN
CALL subr2 ( x * 0.5 )
END IF
END
SUBROUTINE newf( ix )
INTEGER PRNOK
IF (ix .eq. 0) THEN
ix = -1
ENDIF
PRINT *, prnok ( ix )
END
INTEGER FUNCTION prnok ( x )
prnok = INT ( x ) + .05
END
SUBROUTINE unreach_sub()
CALL sleep(1)
END
SUBROUTINE subr2 (x)
CALL subr1(x+x)
END
|
例: -XlistX を使用して、エラー、警告、および相互参照を表示します。
demo% f95 -XlistX Repeat.f
demo% cat Repeat.lst
Repeat.f (月) 3 月 18 18:08:27 2002 ページ 1
FILE "Repeat.f"
program repeat
4 CALL newf ( pn1 )
^
**** エラー #418: 実引数 "pn1" は real ですが、仮引数は integer です。
"Repeat f" の 14 行目を参照してください。
5 PRINT *, pn1
^
**** エラー #570: 変数 "pn1" は real として参照されていますが、
4 行目では integer として設定されています。
subroutine newf
19 PRINT *, prnok ( ix )
^
**** エラー #418: 引数 "ix" は integer ですが、仮引数は real です。
"Repeat f" の 22 行目を参照してください。
function prnok
23 prnok = INT ( x ) + .05
^
**** 警告 #1024: 型 "integer*4" の値への型 "real*4" の
疑わしい代入値
subroutine unreach_sub
26 SUBROUTINE unreach_sub()
^
**** 警告 #338: サブルーチン "unreach_sub" はプログラムから呼び出されません。
subroutine subr2
31 CALL subr1(x+x)
^
**** 警告 #348:"subr1" の再帰的呼び出し。動的呼び出しを参照してください:
"Repeat f" の 10 行目
"Repeat f" の 3 行目
相互参照 (月) 3 月 18 18:08:27 2002 ページ 2
相 互 参 照 表
ソースファイル: Repeat.f
凡例:
D 定義 / 宣言
U 単純な使用
M 変更箇所
A 実引数
C サブルーチン / 関数呼び出し
I 初期設定: DATA または拡張宣言
E EQUIVALENCE での出現
N NAMELIST での出現
L モジュールを使用します
相互参照 (月) 3 月 18 15:40:57 2002 ページ 3
プ ロ グ ラ ム 形 式
プログラム
-------
repeat <repeat> D 1:D
相互参照 (月) 3 月 18 03:40:57 午後 2002 ページ 4
関数とサブルーチン
-------------------------
INT intrinsic
<prnok> C 23:C
newf <repeat> C 4:C
<newf> D 14:D
prnok int*4 <newf> DC 15:D 19:C
<prnok> DM 22:D 23:M
sleep <unreach_sub> C 27:C
subr1 <repeat> C 3:C
<subr1> D 8:D
<subr2> C 31:C
subr2 <subr1> C 10:C
<subr2> D 30:D
unreach_sub <unreach_sub> D 26:D
相互参照 (月) 3 月 18 03:40:57 午後 2002 ページ 5
変数と配列
--------------------
ix int*4 dummy
<newf> DUMA 14:D 16:U 17:M 19:A
pn1 real*4 <repeat> UMA 2:M 3:A 4:A 5:U
x real*4 dummy
<subr1> DU 8:D 9:U 10:U
<subr2> DU 30:D 31:U 31:U
<prnok> DA 22:D 23:A
------------------------------------------------------------------
統計情報 (月) 3 月 18 15:40:57 2002 ページ 6
日付: (月) 3 月 18 15:40:57 2002
オプション: -XlistX
ファイル: 2 (ソース: 1、ライブラリ: 1)
行: 33 (ソース: 33、ライブラリサブプログラム: 1)
ルーチン: 6 (主: 1、サブルーチン: 4、関数: 1)
メッセージ: 6 (エラー: 3、警告: 3)
|
5.1.4 ルーチン間の大域的な検査を行うサブオプション
大域的にクロスチェックする標準的なオプションは (サブオプションなしの) -Xlist です。このオプションは、それぞれが個別に指定できるサブオプションの組み合わせです。
以降に、リスト、エラー、相互参照表を生成するオプションを説明します。複数のサブオプションをコマンド行に指定することもできます。
5.1.4.1 サブオプションの構文
サブオプションは次の規則に従って追加します。
-
-Xlist にサブオプションを追加します。
-
-Xlist とサブオプションの間には空白を置きません。
-
１つの -Xlist に指定できるサブオプションは 1 つだけです。
5.1.4.2 -Xlist とサブオプション
サブオプションの組み合せは次の規則に従います。
-
もっとも一般的なオプションは、-Xlist です (リスト、エラー、相互参照表)。
-
特定の機能は、-Xlistc、-XlistE、-XlistL、-XlistX を組み合わせて使用することによって指定できます。
-
これら以外のオプションは、細部指定オプションです。
例: 次の 2 つのコマンド行は同じ結果を生成します。
demo% f95 -Xlistc -Xlist any.f |
demo% f95 - Xlistc any.f |
次の表に、これらの基本的な -Xlist サブオプションだけで生成したレポートを示します。
表 5–1 Xlist の基本的なサブオプション|
生成されるレポート |
オプション |
|---|---|
|
エラー、リスト、相互参照表 |
–Xlist |
|
エラーのみ |
–XlistE |
|
エラーとソースリストのみ |
–XlistL |
|
–XlistX |
|
|
–Xlistc |
次に、-Xlist のすべてのサブオプションを示します。
表 5–2 -Xlist サブオプションの全リスト
5.2 特別なコンパイラオプション
デバッグに便利なコンパイラオプションもあります。 これらのオプションによって、添字の検査、未宣言変数の印付け、コンパイルとリンク処理の経過の表示、ソフトウェアのバージョンの表示などを行います。
Solaris リンカーには、新しいリンカーデバッグ支援オプションがあります。ld(1) のマニュアルページを参照するか、シェルプロンプトでコマンド ld –Dhelp を実行してオンラインマニュアルを表示してください。
5.2.1 添字の境界 (–C)
-C を付けてコンパイルする場合は、コンパイラは、実行時に境界を超えている各配列の添字への参照を検査します。 このオプションは、セグメンテーションフォルトの原因を見つけるときに役立ちます。
例: 範囲外の索引
demo% cat range.f
REAL a(10,10)
k = 11
a(k,2) = 1.0
END
demo% f95 -o range range.f
demo% range
****** FORTRAN RUN-TIME SYSTEM ******
Subscript out of range. Location: line 3 column 9 of 'range.f'
Subscript number 1 has value 11 in array 'A'
異常終了
demo%
|
5.2.2 未宣言の変数型 (–u)
-u オプションは、最初、すべての変数を未宣言として扱います。したがって、型宣言文や IMPLICIT 文で明示的に宣言されていない変数はすべてエラーとなります。 -u オプションは、名前の入力を間違えた変数の発見に役立ちます。-u を設定すると、すべての変数は、明示的に宣言されるまで未宣言として扱われます。未宣言変数を使用している箇所については、エラーメッセージが表示されます。
5.2.3 コンパイラのバージョンの検査 (–V)
–V オプションは、コンパイラのさまざまなフェーズの名前とバージョン ID を表示できます。このオプションは、不明確なエラーメッセージの原因を追跡したり、コンパイラの失敗をレポートするのに役立ちます。また、インストールされたコンパイラパッチのレベルを検証するためにも使用できます。
demo% f95 -V wh.f f95: Sun Fortran 95 7.0 DEV 2002/01/30 f90comp: Sun Fortran 95 7.0 DEV 2002/01/30 f90comp: 9 ソース行 f90comp: 0 個のエラー, 0 個の警告, 0 個のほかのメッセージ, 0 個の ANSI ld: Solaris Link Editors: 5.8-1.272 |
5.3 dbx によるデバッグ
Sun Studio は、Fortran、C、C++ で書かれたアプリケーションをデバッグするための密接に統合された環境を提供します。
dbx プログラムは、イベント管理、プロセス制御、データ検査を提供します。 プログラムの実行中になにが起こっているかを表示でき、次の作業を行うことができます。
-
パフォーマンス調整のためのデータを収集できます。
-
変数、構造体、配列を監視できます。
-
行単位、または関数単位でブレークポイント (プログラム中で停止する場所) を設定できます。
-
値を表示できます。 つまり、停止して、変数、配列、構造体を表示または変更できます。
-
ソース行またはアセンブリ行ごとにプログラムをステップ実行できます。
-
プログラムの流れを追跡できます。 つまり、行われた一連の呼び出しを表示できます。
-
デバッグすべきプログラム中の手続きを呼び出すことができます。
-
関数呼び出しを通り過ぎたり、関数呼び出しに入り込み、そこで 1 行ずつ進んだり、関数呼び出しから抜けたりできます。
-
次の行、またはほかの行で、実行、停止、継続ができます。
-
デバッグの実行のすべてまたは一部を保存したり再生したりできます。
-
呼び出しスタックを検査したり、コールスタックを上下に移動したりできます。
-
埋め込み Korn シェル中でスクリプトをプログラムできます。
-
プログラムが fork(2) と exec(2) を実行すると、それを追跡します。
最適化されたプログラムをデバッグするには、dbx fix コマンドを使用して、デバッグするルーチンをコンパイルし直します。
-
適切な -On 最適化レベルでプログラムをコンパイルします。
-
dbx の制御下で実行します。
-
fix -g any.f を使用します。デバッグするルーチンには最適化を行いません。
-
コンパイルしたルーチンで continue を使用します。
コマンド行に -g オプションがある場合、一部の最適化機能が制限されます。詳細は、『dbx コマンドによるデバッグ』を参照してください。
詳細は、Sun Studio の『dbx コマンドによるデバッグ』、および dbx(1) のマニュアルページを参照してください。
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