JP2003173262A

JP2003173262A - プログラムチューニングシステムとプログラムチューニング方法およびプログラムと記録媒体

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Publication number: JP2003173262A
Application number: JP2001372620A
Authority: JP
Inventors: Kiyomi Wada; 清美和田; Makoto Sato; 真琴佐藤; Takayoshi Iizuka; 孝好飯塚
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2003-06-20
Also published as: US20030110481A1

Abstract

(57)【要約】【課題】プログラム部分毎に効果的な最適化方法が異
なる場合にも、プログラム実行を高速化する。【解決手段】ループ処理を含む計算機用プログラム部
分に適用する最適化指示文を、複数の最適化指示文の中
から一つずつ選択して、各ループ（プログラム部分）の
直前に挿入する（１０４，１０５）と共に、各ループの
実行時間を計測するためのコードを生成し（１０６）、
評価プログラム１２４を作成する評価プログラム生成部
１０３と、この評価プログラム１２４をコンパイル、実
行し、各ループの実行時間を計測するコンパイル・実行
部１４０と、計測結果に基づきループ毎に最高速となる
最適化指示文を検出する最適オプション決定部１０８
と、最適化指示文を各ループの直前に挿入したプログラ
ム（１２９）を生成する最適化指示文挿入部１０９とを
設け、プログラムのチューニングを行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機（コンピュ
ータ）用プログラムのコンパイル技術に係わり、特に、
最適化指示文による変換の対象となるプログラム部分を
含む計算機用プログラムのチューニングを効率的に行う
のに好適な技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、与えられたプログラムに対して、
より良い最適化方法を決定する技術として、例えば、特
開平６−２７４３５０号公報に記述されているような、
プログラム全体で同一の最適化方法を適用し、プログラ
ム全体の実行時間が最高速となるコンパイルオプション
の選択を遺伝的アルゴリズムを用いて行うものがある
（第１のの従来技術）。

【０００３】また、従来、時間のかかるプログラム部分
の性能をチューニングする技術として、佐藤三久他、
「自動適応並列プログラム性能最適化ツールTEA Exper
t」（情報処理学会HPC研究会報告７２−３、頁１３−１
８、August,１９９８）に記述されているような、特定
の位置に予めパラメータ付き最適化指示文を挿入し、こ
のパラメータを自動的に変化させて実行することによ
り、最適なパラメータセットを決定するものがある（第
２の従来技術）。

【０００４】しかし、第１の従来技術では、プログラム
の部分毎に最適化方法が異なる場合、最も有利なコンパ
イルオプションを選択できないという問題がある。

【０００５】また、第２の従来技術では、人手で性能パ
ラメータ付き最適化指示文を挿入し、計時区間を指定し
なければならないため、ユーザの負担が大きいという問
題がある。以下に、性能パラメータ付き最適化指示文の
例を示す。

【０００６】「＃ｐｒａｇｍａｕｎｒｏｌｌ（Ｎ＿Ｕ
ＮＲＯＬＬ）」

【０００７】ここで、「ｕｎｒｏｌｌ」がループ展開を
指定し、「Ｎ＿ＵＮＲＯＬＬ」が展開数を表す性能パラ
メータである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、プログラムの部分毎に最適化方
法が異なる場合には、最も有利なコンパイルオプション
を選択できない点、もしくは、人手で性能パラメータ付
き最適化指示文を挿入し、計時区間を指定しなければな
らない点である。

【０００９】本発明の目的は、これら従来技術の課題を
解決し、プログラム実行の高速化を可能とし、また、プ
ログラム最適化に要するユーザの負担を軽減することを
可能とし、さらに、最適化方法を決定するのに要する試
行回数を削減することを可能とすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、最適化指示文による変換の対象となる
プログラム部分を含む計算機用プログラムのチューニン
グを行う際、各プログラム部分に対して、複数の最適化
指示文を一つずつ適用して実行し、各最適化指示文毎の
各プログラム部分の実行時間を計測し、計測結果に基づ
き、プログラム部分毎に最高速となる最適化指示文を検
出し、検出した各最適化指示文を当該プログラム部分の
直前に挿入してプログラムを生成する。また、各プログ
ラム部分に対して、複数の最適化指示文の組を一組ずつ
適用して実行し、その実行時間の計測と、プログラム部
分毎の最高速となる最適化指示文の組合せの検出を行
い、最適化指示文の組合せを各プログラム部分の直前に
挿入してプログラムを生成する。尚、各プログラム部分
に対する、最適化指示文の適用と実行、および、その実
行時間の計測と最高速となる最適化指示文の検出を、最
適化指示文の種類と性能パラメータの数、または、最適
化指示文の種類と性能パラメータの組合せの数だけ行
う。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面により詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明に係わるプログラムチュー
ニングシステムの構成例を示すブロック図である。

【００１３】ここでは、ループ処理を含む計算機用プロ
グラムに対するプログラムチューニング技術について説
明する。

【００１４】図１に示すシステムは、例えば、ＣＲＴや
ＬＣＤ等からなる出力装置や、キーボードやマウス等か
らなる入力装置、ＨＤＤ等からなる外部記憶装置、ＣＰ
Ｕや主メモリおよび入出力インタフェース等を具備して
コンピュータ処理を行なう情報処理装置、ＣＤ−ＲＯＭ
等からなる光ディスクに記録されたプログラムやデータ
を読み出すための光ディスク駆動装置、ＬＡＮカード等
の通信装置等からなり、光ディスク等に格納されたプロ
グラムおよびデータを情報処理装置により光ディスク駆
動装置を介して外部記憶装置内にインストールした後、
この外部記憶装置から主メモリに読み込みＣＰＵで処理
することにより、各構成部が実装され、本発明に係わる
プログラムチューニングを実行する。

【００１５】すなわち、本例のプログラムチューニング
システムは、オプション指定部１１０と制御プログラム
１００と並列化コンパイラ１０１と最適プログラム生成
ツール１０７、および、コンパイル・実行部１４０から
構成されている。

【００１６】そして、並列化コンパイラ１０１は、構文
解析部１０２と評価プログラム生成部１０３から構成さ
れており、さらに、この評価プログラム生成部１０３
は、オプション情報取得部１０４と最適化指示文生成部
１０５および実行時間取得コード生成部１０６から構成
されている。

【００１７】また、最適プログラム生成ツール１０７
は、最適オプション決定部１０８と最適化指示文生成部
１０９から構成されている。

【００１８】このような構成において、本例のプログラ
ムチューニングシステムでは、オプション（最適化指示
文）による変換の対象となるプログラム部分を含む計算
機用プログラムのチューニングを行う際、評価プログラ
ム生成部１０３により、複数の最適化指示文から一つを
取り出して各プログラム部分の直前に挿入し、最適化指
示文を挿入した各プログラム部分の実行時間を計測する
ためのコードを各プログラム部分に挿入した評価プログ
ラム１２４を生成し、コンパイル・実行部１４０によ
り、この評価プログラム１２４をコンパイルして実行し
て、評価プログラムにおける各プログラム部分の実行時
間を計測して記憶装置（実行時間情報群１２５）に記憶
し、そして、このような評価プログラムの生成と実行を
複数の最適化指示文の数だけ繰り返した後、最適プログ
ラム生成ツール１０７において、各プログラム部分の実
行時間の計測結果に基づき、各プログラム部分毎に、当
該プログラム部分の実行時間が最高速となる最適化指示
文を検出し、検出した各最適化指示文を当該プログラム
部分の直前に挿入して最適化指示文付きプログラム１２
９を生成する。そして、各プログラム部分に対する、最
適化指示文の適用と実行、および、その実行時間の計測
と最高速となる最適化指示文の検出を、最適化指示文の
種類と性能パラメータの数だけ行う。

【００１９】あるいは、各プログラム部分に対して最適
化指示文を適用する際、最適化指示文の組を一組ずつ適
用して実行し、その実行時間の計測と、プログラム部分
毎の最高速となる最適化指示文の組合せの検出を行い、
最適化指示文の組合せを各プログラム部分の直前に挿入
してプログラムを生成する。この場合、各プログラム部
分に対する、最適化指示文の適用と実行、および、その
実行時間の計測と最高速となる最適化指示文の検出を、
最適化指示文の種類と性能パラメータの組合せの数だけ
行う。

【００２０】以下、各部の詳細を説明する。オプション
指定部１１０は、ユーザが例えばキーボード等の入力装
置を操作してオプション（最適化指示文）を指定するこ
とに基づき、オプション情報群１２１を生成する。この
オプション情報群１２１は、図２に詳細を示す１つのオ
プション情報統括ファイル１２２と、図３に詳細を示す
複数のオプション情報ファイル１２３からなる。

【００２１】並列化コンパイラ１０１における構文解析
部１０２は、ソースプログラム１２０を入力して、中間
語１３０を出力する。

【００２２】評価プログラム生成部１０３のオプション
情報取得部１０４は、オプション情報群１２１のオプシ
ョン情報ファイル１２３と中間語１３０を入力して、図
８に詳細を示すオプション情報テーブル１３１と、図６
に詳細を示す実行時間情報群１２５内の評価オプション
情報ファイル１２８を出力する。

【００２３】評価プログラム生成部１０３の最適化指示
文生成部１０５と実行時間取得コード生成部１０６は、
中間語１３０とオプション情報テーブル１３１を入力し
て、最適化指示文と実行時間取得コード付きの評価プロ
グラム１２４を出力する。

【００２４】評価プログラム１２４をコンパイル・実行
部１４０でコンパイル、実行して、最適化指示文毎の各
プログラム部分の実行時間を計測し、その計測結果を、
実行時間情報群１２５のうちの図４に詳細を示す実行時
間情報統括ファイル１２６と図５に詳細を示す実行時間
情報ファイル１２７として記憶する。

【００２５】最適プログラム生成ツール１０７の最適オ
プション決定部１０８は、実行時間情報群１２５を入力
して、最適オプション情報配列１３２を出力する。

【００２６】そして、最適プログラム生成ツール１０７
の最適化指示文挿入部１０９は、ソースプログラム１２
０と最適オプション情報配列１３２を入力して、最適化
指示文付きプログラム１２９を出力する。

【００２７】次に、上述の各処理部で生成される、オプ
ション情報統括ファイル１２２、オプション情報ファイ
ル１２３、実行時間情報統括ファイル１２６、実行時間
情報ファイル１２７、評価オプション情報ファイル１２
８の仕様について、図２〜図６を用いて説明し、その
後、図７〜図１６によりシステムの動作を説明する。

【００２８】図２は、図１のオプション情報統括ファイ
ルにおけるデータ構造例を示す説明図であり、図３は、
図１のオプション情報ファイルにおけるデータ構造例を
示す説明図であり、図４は、図１の実行時間情報統括フ
ァイルにおけるデータ構造例を示す説明図であり、図５
は、図１の実行時間情報ファイルにおけるデータ構造例
を示す説明図であり、図６は、図１の評価オプション情
報ファイルにおけるデータ構造例を示す説明図である。

【００２９】図２〜図６に示すオプション情報統括ファ
イル１２２、オプション情報ファイル１２３、実行時間
情報統括ファイル１２６、実行時間情報ファイル１２
７、評価オプション情報ファイル１２８の各ファイル中
のデータはタグを使って構造的に記述する。

【００３０】図２において、図２（ａ）では、オプショ
ン情報統括ファイルのタグ構成を示し、図２（ｂ）で
は、そのタグ一覧を、また、図２（ｃ）では、各タグの
形式をそれぞれ示している。

【００３１】図２（ａ）に示すように、下位のタグ
（「ＦＩＬＥ〜／ＦＩＬＥ」）上位のタグ（「ＣＯＵＮ
Ｔ〜／ＣＯＵＮＴ」）の次に並ぶ。各タグは「＃」で始
まり、改行で終わる。ここで、「１」は１回、「＊１」
は１回以上の反復を意味する。図２（ｂ）に示すよう
に、「ＣＯＵＮＴ」は「試行回数」を示し、「ＦＩＬ
Ｅ」はオプション情報ファイルを示す。

【００３２】オプション情報ファイルを示すＦＩＬＥ２
０２は、試行回数を示すＣＯＵＮＴ２０１の数だけ存在
する。このように、図１のオプション情報統括ファイル
１２２は、試行回数を示すＣＯＵＮＴ２０１とオプショ
ン情報ファイルを示すＦＩＬＥ２０２からなる。

【００３３】図３は、オプション情報ファイル１２３の
仕様を示し、図３（ａ）はタグ構成を示す。下位のタグ
は上位の次に並ぶ。各タグは＃で始まり、改行で終わ
る。ここで、「＊０」は０回以上の反復、「＊１」は１
回以上の反復を意味する。

【００３４】オプション情報ファイル１２３は、オプシ
ョン情報を示すＯＰＴＩＯＮ３０１と、プログラム中の
オプション挿入位置を示す手続き情報ＰＲＯＣ３０２と
ループ情報ＬＯＯＰ３０３と行情報ＬＩＮＥ３０４から
なる。

【００３５】ループ情報ＬＯＯＰ３０３と行情報ＬＩＮ
Ｅ３０４のう内のいずれかで指定する。ループ情報ＬＯ
ＯＰ３０３は、ループレベルでの指定が可能であり、行
情報ＬＩＮＥ３０４は行単位での指定が可能である。

【００３６】図４は、実行時間情報統括ファイル１２６
の仕様を示し、図４（ａ）はタグ構成を示す。下位のタ
グは上位の次に並ぶ。各タグは＃で始まり、改行で終わ
る。ここで、「１」は１回、「＊１」は１回以上の反復
を意味する。

【００３７】実行時間情報ファイル１２７および評価オ
プション情報ファイル１２８を示すＦＩＬＥ４０２は、
試行回数ＣＯＵＮＴ４０１の数だけ存在する。

【００３８】実行時間情報統括ファイル１２６は、試行
回数を示すＣＯＵＮＴ４０１と、実行時間情報ファイル
１２７および評価オプション情報ファイル１２８を示す
ＦＩＬＥ４０２からなる。試行回数ＣＯＵＮＴ４０１の
数の実行時間情報ファイルおよび評価オプション情報フ
ァイル（ＦＩＬＥ４０２）が存在する。

【００３９】図５は、実行時間情報ファイル１２７の仕
様を示し、図５（ａ）はタグ構成を示す。下位のタグは
上位の次に並ぶ。各タグは＃で始まり、改行で終わる。
ここで、「１」は１回、「＊１」は１回以上の反復を意
味する。実行時間を示すＬＩＮＥ５０２は、最大一連番
号ＭＡＸＮＵＭ５０１の数だけ存在する。

【００４０】実行時間情報ファイル１２７は、行情報の
一連番号の最大値を示すＭＡＸＮＵＭ５０１と、行情報
を示すＬＩＮＥ５０２からなる。行情報ＬＩＮＥ５０２
は、オプション情報ＯＰＴＩＯＮ３０１を挿入したルー
プ開始行番号と、ループ実行時間を示す。

【００４１】図６は、評価オプション情報ファイル１２
８の仕様を示し、図６（ａ）はタグ構成を示す。下位の
タグは上位の次に並ぶ。各タグは＃で始まり、改行で終
わる。ここで、「１」は１回、「＊１」は１回以上の反
復を意味する。

【００４２】評価オプション情報ファイル１２８を示す
ＬＩＮＥ６０３は、最大一連番号ＭＡＸＮＵＭ６０２の
数だけ存在する。評価オプション情報ファイル１２８
は、行情報の一連番号の最大値を示すＭＡＸＮＵＭ６０
２と、オプションを挿入した行情報を示すＬＩＮＥ６０
２と、オプション情報ＯＰＴＩＯＮ６０３からなる。

【００４３】図７は、図１における制御プログラムの動
作例を示すフローチャートである。

【００４４】図１の制御プログラム１００は、システム
全体の処理動作を制御するものであり、並列化コンパイ
ラ１０１を起動して、オプション情報ファイル１２３に
対する評価プログラム１２４を生成し（ステップ７０
１）、生成された評価プログラム１２４をコンパイル、
実行する試行を（ステップ７０２）、全てのオプション
情報ファイル１２３の数だけ繰り返し（ステップ７０
３）、その後、最適化プログラム生成ツール１０７を起
動し（ステップ７０４）、最適化指示文付きプログラム
１２８を生成する。

【００４５】図８は、図１におけるオプション情報テー
ブルの構成例を示す説明図である。

【００４６】図８（ａ）はテーブル構成、図８（ｂ）は
テーブル関連図であり、図８（ａ）のテーブル構成に示
すように、オプションテーブルは、並列コンパイラ１０
１に設けられた評価プログラム生成部１０３のオプショ
ン情報取得部１０４が、オプション情報ファイル１２３
を読み込んで、コンパイラ内部表現に変換したものであ
る。

【００４７】また、図８（ｂ）のテーブル関連図に示す
ように、オプションテーブルは、コンパイラ内部のルー
プテーブルから指すものとし、オプション指定ループ毎
に、オプションテーブルを指す。

【００４８】図９は、図１におけるオプション情報取得
部の処理動作例を示すフローチャートである。

【００４９】オプション情報取得部１０４は、各オプシ
ョン情報テーブルに対し、一致する関数辞書を検出し
（ステップ９０１〜９０３）、さらに、ループレベルが
一致するか、または行番号が一致するループテーブルを
検出し（ステップ９０４，９０５）、このループテーブ
ルにオプションテーブルを繋ぎ（ステップ９０６）、オ
プションテーブルの内容を評価オプション情報ファイル
に書き込む（ステップ９０７）。

【００５０】図１０は、図１における最適化指示文生成
部の処理動作例を示すフローチャートである。

【００５１】本例は、最適化指示文生成部１０５の評価
プログラム１２４の生成処理内容を示し、最適化指示文
生成部１０５は、ループテーブルにオプションテーブル
が繋がっていれば（ステップ１００１，１００２）、ル
ープ文の直前にオプションテーブルに対する最適化指示
文を生成する（ステップ１００３）。

【００５２】図１１は、図１における実行時間取得コー
ド生成部の処理動作例を示すフローチャートである。

【００５３】実行時間取得コード生成部１０６は、初期
化コード（timer_init）の生成（ステップ１１０１）
と、オプションテーブルがつながっているループテーブ
ルに対する（ステップ１１０２，１１０３）、開始時刻
取得コード（timer_start）の生成（ステップ１１０
４）とループ終了時刻取得コード（timer_end）の生成
（ステップ１１０５）、および、ループの実行時間情報
ファイルの出力コード（timer_write）の生成（ステッ
プ１１０６）を行う。

【００５４】図１２は、図１における実行時間取得コー
ド生成部で生成される各実行時間取得コードの構成例を
示す説明図である。

【００５５】図１２（ａ）は、初期化コード（timer_in
it）の構成例を示し、プログラム実行時、指定されたル
ープが何回も実行されるとき、各回のループの開始時刻
と終了時刻を対応させするためのカウンタを初期化する
ためのコードである。

【００５６】図１２（ｂ）は、開始時刻取得コード（ti
mer_start）の構成例を示し、ループ入口に、カウンタ
をインクリメントし、配列Ｔに行番号と開始時刻を格納
するためのコードである。

【００５７】図１２（ｃ）は、終了時刻取得コード（ti
mer_end）の構成例を示し、ループ出口に、配列Ｔのル
ープ終了時刻と、ループ終了時刻からループ開始時刻を
差し引いてループ実行時間を求め、配列Ｔにループ実行
時間を格納するためのコードである。

【００５８】図１２（ｄ）は、ループ実行時間情報ファ
イル出力コード（timer_write）の構成例を示し、プロ
グラムの最後に、配列Ｔをループ行番号に対して昇順に
ソートし、配列Ｔ'に格納し、配列Ｔ'の要素数をcount'
に格納し、配列Ｔ'を実行時間情報ファイル１２７に書
き込むためのコードである。

【００５９】図１３は、図１における最適オプション決
定部のデータ処理時の情報配列構成例を示す説明図であ
る。

【００６０】図１３（ａ）は、実行時間情報統括ファイ
ル１２６を内部表現に変換した、実行時間情報ファイル
配列（TimeFile）の構成を示し、この実行時間情報ファ
イル配列（TimeFile）は、配列添字が試行回、配列要素
が実行時間情報ファイル名である。

【００６１】図１３（ｂ）は、実行時間情報統括ファイ
ル１２６を内部表現に変換した、評価オプション情報フ
ァイル配列（OptFile）の構成を示し、この評価オプシ
ョン情報ファイル配列（OptFile）は、配列添字が試行
回、配列要素が評価オプション情報ファイル名である。

【００６２】図１３（ｃ）は、実行時間情報ファイル１
２７および評価オプション情報ファイル１２８を内部表
現に変換した、行番号配列（Lnum）の構成を示し、この
行番号配列（Lnum）は、配列添字が実行時間情報ファイ
ル１２７および評価オプション情報ファイル１２８内の
行情報の一連番号であり、配列要素が行情報の行番号で
ある。

【００６３】図１３（ｄ）は、実行時間情報統括ファイ
ル１２６と実行時間情報ファイル１２７を内部表現に変
換した、実行時間配列（Time）の構成を示し、この実行
時間配列（Time）は、２次元配列であり、１次元目（行
方向）の配列添字は、実行時間情報ファイル１２７の行
情報の一連番号であり、２次元目（列方向）の配列添字
は、ループ実行時間情報統括ファイル１２６の試行回で
あり、配列要素は実行時間情報ファイル１２７の行情報
の実行時間である。

【００６４】図１３（ｅ）は、実行時間情報統括ファイ
ル１２６と評価オプション情報ファイル１２８を内部表
現に変換した、オプション情報配列（Opt）の構成を示
し、このオプション情報配列（Opt）は、２次元配列で
あり、１次元目（行方向）の配列添字は、評価オプショ
ン情報ファイル１２８の行情報の一連番号であり、２次
元目（列方向）の配列添字は、実行時間情報統括ファイ
ル１２６の試行回であり、配列要素は評価オプション情
報ファイル１２８のオプション情報である。

【００６５】図１３（ｆ）は、最適オプション情報配列
（Result）の構成を示し、この最適オプション情報配列
（Result）は、１次元配列であり、配列添字は、行番号
配列と同様、行情報の一連番号であり、配列要素は、行
番号とオプション情報からなる。

【００６６】図１４は、図１における最適オプション決
定部の処理動作例を示すフローチャートである。

【００６７】図１の最適オプション決定部１０８は、ま
ず、実行時間情報ファイル名と評価オプション情報ファ
イル名を、実行時間配列とオプション情報配列に格納す
る（ステップ１４０１）。そして、実行時間情報ファイ
ルと評価オプション情報ファイルのデータを、行番号配
列、実行時間配列、オプション情報配列に格納する（ス
テップ１４０２）。

【００６８】さらに、実行時間配列の行番号毎に、異な
るファイルからなる実行時間配列要素のなかから、最小
実行時間のファイル番号を取得し（ステップ１４０
３）、行番号毎に、最小実行時間のファイル番号の評価
オプション情報配列要素を、最適オプション情報配列に
格納する（ステップ１４０４）。

【００６９】図１５は、図１における最適プログラム生
成ツールの最適化指示文挿入部の処理動作例を示すフロ
ーチャートである。

【００７０】図１の最適化指示文挿入部１０９は、ま
ず、最適オプション情報配列添字を降順に配列要素を取
り出し（ステップ１５０１）、次に、最適オプション情
報配列要素の行番号を取得する（ステップ１５０２）。
そして、ソースプログラムの対応する行番号の直前に、
最適オプション情報配列のオプション情報を、最適化指
示文として挿入する（ステップ１５０３）。

【００７１】図１６は、図１のオプション指定部におけ
るユーザインターフェースの構成例を示す説明図であ
る。

【００７２】図１６（ａ）は、ユーザが指定可能なオプ
ションの一覧例である。オプションは、機能別にループ
変換と並列化に分けられ、ループ変換に対しては「＊Ｓ
ＯＰＴＩＯＮ」を、また、並列化に対しては「＊ＰＯＰ
ＴＩＯＮ」をセンチネルとして使用する。

【００７３】ループ変換オプションには、ループ分配
「ＬＯＯＰＤＩＳＴＲＩＢＵＴＥ」、ループ融合「ＬＯ
ＯＰＦＵＳＥ」、ループ交換「ＬＯＯＰＩＮＴＥＲＣＨ
ＡＮＧＥ」、ループ展開「ＬＯＯＰＵＮＲＯＬＬ」など
がある。

【００７４】並列化オプションには、ループ並列化「Ｐ
ＡＲＡＬＬＥＬ」、ループ一重化「ＣＯＡＬＥＳＣＩＮ
Ｇ」、ループサイクリック分割「ＣＹＣＬＩＣ」などが
ある。尚、ループ交換とループ展開とループサイクリッ
ク分割については、パラメータ指定が可能である。

【００７５】図１６（ｂ）は、ユーザに提供される、オ
プション指定画面例であり、ユーザは３通りのオプショ
ンを指定し、それぞれ、ループ展開の展開数を「１」、
「２」、「４」を、手続きＭＡＩＮの最外側ループに適
用することを示している。

【００７６】以下、図１７から図２５の具体的な例を用
いて、図１における構成のシステムによるプログラムチ
ューニング動作を説明する。

【００７７】図１７は、図１におけるソースプログラム
の具体例を示す説明図である。

【００７８】本例におけるソースプログラム１２０は、
２重ループと１重ループからなり、「Ｌ１」が２重ルー
プの外側ループの行番号であり、「Ｌ２」が１重ループ
のループ行番号である。

【００７９】図１８は、図１におけるオプション情報統
括ファイルの具体例を示す説明図である。

【００８０】本例のオプション情報統括ファイル１２２
において、試行回数ＣＯＵＮＴは「３」であり、オプシ
ョン情報ファイルは、「Ｆ１.uopt」、「Ｆ２.uopt」、
「Ｆ３.uopt」である。図１のユーザ指定部１１０で指
定されたオプションを、オプション情報統括ファイル１
２２（図２におけるＣＯＵＮＴ２０１）に読み込む操作
は、手動また自動で行う。

【００８１】図１９は、図１におけるオプション情報フ
ァイルの具体例を示す説明図である。

【００８２】本例のオプション情報ファイル１２３にお
いては、オプション情報「Ｆ１.uopt」では、ループ展
開「ＬＯＯＰＵＮＲＯＬＬ」に対して展開数「１」（ル
ープ展開しない）を、最外側ループに適用し、オプショ
ン情報「Ｆ２.uopt」では、ループ展開「ＬＯＯＰＵＮ
ＲＯＬＬ」に対して展開数「２」を、最外側ループに適
用し、オプション情報「Ｆ３.uopt」では、ループ展開
「ＬＯＯＰＵＮＲＯＬＬ」に対して展開数「４」を、最
外側ループに適用する。

【００８３】尚、図１のユーザ指定部１１０で指定され
たオプションを、オプション情報ファイル３０１に読み
込む操作は、手動また自動で行う。

【００８４】図２０は、図１における評価プログラムの
具体例を示す説明図である。

【００８５】本例では、評価プログラム１２４として、
「P1.estm」、「P２.estm」、「P３.estm」を例示して
いる。図１の制御プログラム１００での制御に基づき、
オプション情報ファイル１２３における、オプション情
報「Ｆ１.uopt」、「Ｆ２.uopt」、「Ｆ３.uopt」を入
力して、評価プログラム「P1.estm」、「P２.estm」、
「P３.estm」を生成する。

【００８６】すなわち、評価プログラム生成部１０３の
オプション情報取得部１０４は、オプション情報ファイ
ル１２３におけるオプション情報「Ｆ１.uopt」、「Ｆ
２.uopt」、「Ｆ３.uopt」をコンパイラ内部表現である
オプション情報テーブル１３１に変換し、手続き「ＭＡ
ＩＮ」の、最外側ループに対するループテーブルにオプ
ションテーブルを繋ぐ。

【００８７】そして、図１の最適化指示文生成部１０５
は、ループテーブルにオプションテーブルが繋がってい
る行番号「Ｌ１」と行番号「Ｌ２」のループの直前で、
最適化指示文「＊ＳＯＰＴＩＯＮＬＯＯＰＵＮＲＯＬ
Ｌ（１）」、または「＊ＳＯＰＴＩＯＮＬＯＯＰＵＮ
ＲＯＬＬ（２）」、または「＊ＳＯＰＴＩＯＮＬＯＯ
ＰＵＮＲＯＬＬ（４）を生成する。

【００８８】さらに、図１の実行時間取得コード生成部
１０６は、プログラムの先頭に初期化コード「timer_in
it」と、ループテーブルにオプションテーブルが繋がっ
ている行番号「Ｌ１」と行番号「Ｌ２」のループの入口
に、開始時刻取得コード「timer_start」と、ループテ
ーブルにオプションテーブルが繋がっている行番号「Ｌ
１」と行番号「Ｌ２」のループの出口に、終了時刻取得
コード「timer_end」と、プログラムの最後に実行時間
情報ファイル出力コード「timer_write」を挿入する。

【００８９】図２１は、図１における実行時間情報統括
ファイルの具体例を示す説明図である。

【００９０】本例の実行時間情報統括ファイル１２６に
おいて、試行回数ＣＯＵＮＴは「３」であり、実行時間
情報ファイル１２７は「Ｆ１.time」、「Ｆ２.time」、
「Ｆ３.time」であり、評価オプション情報ファイル１
２８は「Ｆ１.copt」、「Ｆ２.copt」、「Ｆ３.copt」
である。

【００９１】図２２は、図１における実行時間情報ファ
イルの具体例を示す説明図である。

【００９２】本例の実行時間情報ファイル１２７におい
て、実行時間情報「Ｆ１.time」は、行情報一連番号の
最大値「ＭＡＸＮＵＭ」が「２」で、行情報「１」は行
番号が「Ｌ１」、実行時間「１０００秒」で、行情報
「２」は行番号が「Ｌ２」、実行時間が「１００秒」で
ある。

【００９３】同様に、実行時間情報「Ｆ２.time」は、
行番号「Ｌ１」の実行時間が「５００秒」、行番号「Ｌ
２」の実行時間が「４００秒」である。そして、実行時
間情報「Ｆ３.time」は、行番号「Ｌ１」の実行時間が
「１００秒」、行番号「Ｌ２」の実行時間が「８００
秒」である

【００９４】図２３は、図１における評価オプション情
報ファイルの具体例を示す説明図である。

【００９５】図１の評価プログラム生成部１０３におけ
るオプション情報取得部１０４は、オプション情報ファ
イル１２３におけるオプション情報「Ｆ１.uopt」、
「Ｆ２.uopt」、「Ｆ３.uopt」をコンパイラ内部表現で
あるオプション情報テーブル１３１に変換し、手続き
「ＭＡＩＮ」の、最外側ループに対するループテーブル
を見つけることにより、評価オプション情報ファイル
「Ｆ１.copt」または「Ｆ２.copt」または「Ｆ３.cop
t」にループ毎のオプション情報を書き込む。

【００９６】評価オプション情報ファイル「Ｆ１.cop
t」は、行情報一連番号の最大値「ＭＡＸＮＵＭ」が
「２」で、行情報「１」は行番号が「Ｌ１」で、オプシ
ョン情報「１」はループ展開「１」であり、行情報
「２」は行番号が「Ｌ２」で、オプション情報「２」
は、ループ展開「１」である。

【００９７】同様に、評価オプション情報ファイル「Ｆ
２.copt」は、行番号「Ｌ１」に対してループ展開
「２」、行番号「Ｌ２」に対してループ展開「２」であ
る。また、評価オプション情報ファイル「Ｆ３.copt」
は、行番号「Ｌ１」に対してループ展開「４」、行番号
「Ｌ２」に対してループ展開「４」である。

【００９８】図２４は、図１における最適オプション決
定部のデータ処理時の内部情報配列の具体例を示す説明
図である。

【００９９】図２４（ａ）は、実行時間情報ファイル配
列「TimeFile」の例であり、配列添字「１」〜「３」は
試行回であり、配列要素は、各試行回で得られる実行時
間情報ファイル名である。この配列は、図１における最
適オプション決定部１０８が、実行時間情報統括ファイ
ル１２６を読み込んで作成する。

【０１００】図２４（ｂ）は、評価オプション情報ファ
イル配列「OptFile」の例であり、配列添字「１」〜
「３」は試行回であり、配列要素は、各試行回で用いる
評価オプション情報ファイル名である。この配列は、図
１における最適オプション決定部１０８が、実行時間情
報統括ファイル１２６を読み込んで作成する。

【０１０１】図２４（ｃ）は、行番号配列「Lnum」の例
であり、配列添字「１」〜「２」は行情報に対する一連
番号であり、配列要素はコンパイルオプションを指定し
たループに対する行番号「Ｌ１」、「Ｌ２」である。こ
の配列は、図１における最適オプション決定部１０８
が、実行時間情報ファイル「Ｆ１.time」、「Ｆ２.tim
e」、「Ｆ３.time」の行情報を読み込んで作成する。

【０１０２】図２４（ｄ）は、実行時間配列「Time」の
例であり、１次元目の配列添字「１」〜「２」は行情報
に対する一連番号であり、２次元目の配列添字「１」〜
「３」は試行回であり、配列要素は各試行により得られ
たループ毎の実行時間である。この配列は、最適オプシ
ョン決定部１０８が、実行時間情報ファイル「Ｆ１.tim
e」、「Ｆ２.time」、「Ｆ３.time」の行情報を読み込
んで作成する。

【０１０３】図２４（ｅ）は、オプション配列「Opt」
の例であり、１次元目の配列添字「１」〜「２」は行情
報に対する一連番号であり、２次元目の配列添字「１」
〜「３」は試行回であり、配列要素は各試行回で用いた
ループ毎のオプションである。

【０１０４】従って、１回目の試行では、１番目のルー
プと２番目のループに対して、ループ展開「１」を適用
したことになる。同様に、２回目の試行では、１番目の
ループと２番目のループに対して、ループ展開「２」を
適用し、３回目の試行では、１番目のループと２番目の
ループに対してループ展開「４」を適用したことにな
る。

【０１０５】この配列は、図１における最適オプション
決定部１０８が、実行時間情報ファイル「Ｆ１.cop
t」、「Ｆ２.copt」、「Ｆ３.copt」の行情報を読み込
んで作成する。

【０１０６】図２４（ｆ）は、最適オプション情報配列
「Result」の例であり、配列添字「１」〜「２」は行情
報に対する一連番号であり、配列要素は、オプション指
定ループに対する行番号と、最適なオプションである。

【０１０７】この配列は、図１における最適オプション
決定部１０８が、実行時間配列「Time」の行番号毎に、
異なるファイルからなる実行時間のうち最小実行時間の
ファイル番号を取得し、行番号「Ｌ１」は「Ｆ１.cop
t」が最適なオプションであり、行番号「Ｌ２」は「Ｆ
３.copt」が最適なオプションであるため、行番号「Ｌ
１」の最適オプションはループ展開「１」であり、行番
号「Ｌ２」の最適オプションはループ展開「４」であ
る。

【０１０８】図２５は、図１における最適化指示文付き
プログラムの具体例を示す説明図である。

【０１０９】本例の最適化指示文付きプログラムは、図
１７におけるソースプログラムに基づき生成されるもの
であり、図２４（ｆ）に示す最適オプション配列「Resu
lt」において、行番号「Ｌ１」の最適オプションはルー
プ展開「１」であり、行番号「Ｌ２」の最適オプション
はループ展開「４」であるので、図１の最適化指示文挿
入部１０９において、行番号「Ｌ１」のループに対して
ループ展開「１」（ループ展開しない）に対する最適化
指示文「＊ＳＯＰＴＩＯＮＬＯＯＰＵＮＲＯＬＬ
（１）」が挿入され、行番号「Ｌ２」のループに対して
ループ展開「４」に対する最適化指示文「＊ＳＯＰＴＩ
ＯＮＬＯＯＰＵＮＲＯＬＬ（４）」が挿入される。

【０１１０】以上、図１〜図２５を用いて説明したよう
に、本例では、ループ処理を含む計算機用プログラム
（ソースプログラム１２０）に対して複数のコンパイル
オプション（最適化指定文）の中から一つずつコンパイ
ルオプションを適用し（コンパイルオプション情報取得
部１０４）、コンパイルオプション（最適化指示文）を
各ループの直前に挿入すると共に（最適化指示文生成部
１０５）、各ループの実行時間を計測するためのコード
を生成して（ループ実行時間取得コード生成部１０６）
評価プログラム１２４を作成する評価プログラム生成部
１０３と、評価プログラム１２４をコンパイル、実行し
て、各ループの実行時間を計測し、実行時間情報群１２
５として記憶するコンパイル・実行部１４０と、計測結
果に基づき、ループ毎に最高速となるコンパイルオプシ
ョン（最適化指示文）を検出する最適コンパイルオプシ
ョン決定部１０８と、このコンパイルオプション（最適
化指示文）を各ループの直前に挿入したプログラム（最
適化指示文付きプログラム１２９）を生成する最適化指
示文挿入部１０９とを設けた構成としている。

【０１１１】尚、本発明は、図１〜図２５を用いて説明
した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲において種々変更可能である。例えば、複数のコ
ンパイルオプションの組合せを適用することや、評価プ
ログラム中の一部のループに最適化指示文を適用するこ
と、さらに、評価プログラムの個々のループに異なる最
適化指示文を適用すること等が可能である。

【０１１２】また、本例のプログラムを記録する記録媒
体としては、ＦＤ（Flexible Disk）等を用いることで
も良い。また、プログラムのインストールに関しても、
通信装置を介してネットワーク経由でプログラムをダウ
ンロードしてインストールすることでも良い。

【０１１３】また、本例では、ループ処理および並列化
を最適化対象のプログラム部分として説明したが、これ
に限るものではない。

【０１１４】以上の構成および処理動作により、本例で
は、プログラム部分毎に最適化指示文を見つけることが
でき、プログラム全体の実行速度を向上させることがで
きる。また、ユーザがパラメータ付き最適化指示文を挿
入する手間をなくすことができ、プログラム最適化に要
するユーザの負担を軽減させることができる。さらに、
プログラム部分毎に最適化指示文を見つけるための試行
回数を削減することができる。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によれば、プログラム部分毎に最
適化方法が選択できるので、プログラム部分毎に効果的
な最適化方法が異なる場合にも、プログラム実行が高速
化できる。また、ユーザがパラメータ付き最適化指示文
を挿入する必要がないため、プログラム最適化に要する
ユーザの負担を軽減することができる。さらに、プログ
ラム部分毎に最適化方法を見つけるための試行回数を削
減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるプログラムチューニングシステ
ムの構成例を示すブロック図である。

【図２】図１のオプション情報統括ファイルにおけるデ
ータ構造例を示す説明図である。

【図３】図１のオプション情報ファイルにおけるデータ
構造例を示す説明図である。

【図４】図１の実行時間情報統括ファイルにおけるデー
タ構造例を示す説明図である。

【図５】図１の実行時間情報ファイルにおけるデータ構
造例を示す説明図である.

【図６】図１の評価オプション情報ファイルにおけるデ
ータ構造例を示す説明図である。

【図７】図１における制御プログラムの動作例を示すフ
ローチャートである。

【図８】図１におけるオプション情報テーブルの構成例
を示す説明図である。

【図９】図１におけるオプション情報取得部の処理動作
例を示すフローチャートである。

【図１０】図１における最適化指示文生成部の処理動作
例を示すフローチャートである。

【図１１】図１における実行時間取得コード生成部の処
理動作例を示すフローチャートである。

【図１２】図１における実行時間取得コード生成部で生
成される各実行時間取得コードの構成例を示す説明図で
ある。

【図１３】図１における最適オプション決定部のデータ
処理時の情報配列構成例を示す説明図である。

【図１４】図１における最適オプション決定部の処理動
作例を示すフローチャートである。

【図１５】図１における最適プログラム生成ツールの最
適化指示文挿入部の処理動作例を示すフローチャートで
ある。

【図１６】図１のオプション指定部におけるユーザイン
ターフェースの構成例を示す説明図である。

【図１７】図１におけるソースプログラムの具体例を示
す説明図である。

【図１８】図１におけるオプション情報統括ファイルの
具体例を示す説明図である。

【図１９】図１におけるオプション情報ファイルの具体
例を示す説明図である。

【図２０】図１における評価プログラムの具体例を示す
説明図である。

【図２１】図１における実行時間情報統括ファイルの具
体例を示す説明図である。

【図２２】図１における実行時間情報ファイルの具体例
を示す説明図である。

【図２３】図１における評価オプション情報ファイルの
具体例を示す説明図である。

【図２４】図１における最適オプション決定部のデータ
処理時の内部情報配列の具体例を示す説明図である。

【図２５】図１における最適化指示文付きプログラムの
具体例を示す説明図である。

【符号の説明】

１００：制御プログラム、１０１：並列化コンパイラ、
１０２：構文解析部、１０３：評価プログラム生成部、
１０４：オプション情報取得部、１０５：最適化指示文
生成部、１０６：実行時間取得コード生成部、１０７：
最適プログラム生成ツール、１０８：最適オプション決
定部、１０９：最適化指示文挿入部、１１０：オプショ
ン指定部、１２０：ソースプログラム、１２１：オプシ
ョン情報群、１２２：オプション情報統括ファイル、１
２３：オプション情報ファイル、１２４：評価プログラ
ム、１２５：実行時間情報群、１２６：実行時間情報統
括ファイル、１２７：実行時間情報ファイル、１２８：
評価オプション情報ファイル、１２９：最適化指示文付
きプログラム、１３０：中間語、１３１：オプション情
報テーブル、１３２：最適オプション情報配列、１４
０：コンパイル・実行部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯塚孝好神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内Ｆターム(参考） 5B081 CC21 CC32

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最適化指示文による変換の対象となるプ
ログラム部分を含む計算機用プログラムのチューニング
を行うシステムであって、複数の最適化指示文から一つ
を取り出して各プログラム部分の直前に挿入し、最適化
指示文を挿入した各プログラム部分の実行時間を計測す
るためのコードを各プログラム部分に挿入して評価プロ
グラムを生成する手段と、上記評価プログラムをコンパ
イルして実行するコンパイル実行手段と、上記評価プロ
グラムにおける各プログラム部分の実行時間を計測して
記憶装置に記憶する手段と、上記評価プログラムの生成
と実行を複数の最適化指示文の数だけ繰り返した後、各
プログラム部分の各実行時間の計測結果に基づき、各プ
ログラム部分毎に、当該プログラム部分の実行時間が最
高速となる最適化指示文を検出する手段と、検出した各
最適化指示文を当該プログラム部分の直前に挿入して最
適化指示文付きプログラムを生成する手段とを有するこ
とを特徴とするプログラムチューニングシステム。
【請求項２】最適化指示文による変換の対象となるプ
ログラム部分を含む計算機用プログラムのチューニング
方法であって、各プログラム部分に対して、複数の最適
化指示文を一つずつ適用して実行し、各最適化指示文毎
の各プログラム部分の実行時間を計測し、計測結果に基
づき、プログラム部分毎に最高速となる最適化指示文を
検出し、検出した各最適化指示文を当該プログラム部分
の直前に挿入してプログラムを生成することを特徴とす
るプログラムチューニング方法。
【請求項３】最適化指示文による変換の対象となるプ
ログラム部分を含む計算機用プログラムのチューニング
方法であって、各プログラム部分に対して、複数の最適
化指示文を一組ずつ適用して実行し、各最適化指示文の
組毎の各プログラム部分の実行時間を計測し、計測結果
に基づき、プログラム部分毎に最高速となる最適化指示
文の組を検出し、検出した各最適化指示文の組を当該プ
ログラム部分の直前に挿入してプログラムを生成するこ
とを特徴とするプログラムチューニング方法。
【請求項４】請求項２に記載のプログラムチューニン
グ方法であって、上記最適化指示文は性能パラメータ付
き最適化指示文からなり、各プログラム部分に対する各
最適化指示文の適用と実行を、最適化指示文の種類と性
能パラメータの数だけ行うことを特徴とするプログラム
チューニング方法
【請求項５】請求項３に記載のプログラムチューニン
グ方法であって、上記最適化指示文は性能パラメータ付
き最適化指示文からなり、各プログラム部分に対する各
最適化指示文の適用と実行を、最適化指示文の種類と性
能パラメータの組合せの数だけ行うことを特徴とするプ
ログラムチューニング方法
【請求項６】コンピュータに、請求項２から請求項５
のいずれかに記載のプログラムチューニング方法におけ
る各手順を実行させるためのプログラム。
【請求項７】コンピュータに、請求項２から請求項５
のいずれかに記載のプログラムチューニング方法におけ
る各手順を実行させるためのプログラムを記録したこと
を特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。