JP3190773B2 - 言語処理プログラムのコンパイル処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、言語処理プログラムの
コンパイル処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】マイクロコンピュータ用のプログラムの
開発は、開発者がソースプログラムを作成し、言語処理
プログラム（コンパイラ等）にソースプログラムを入力
し、マイクロコンピュータ用の機械語命令列に翻訳し、
マイクロコンピュータ上のメモリに置き、実行させる。
高級言語で記述されたソースプログラムは、コンパイラ
により翻訳され、目的機械語列に変換される。

【０００３】従来のコンパイル処理方式を図４のブロッ
ク図により説明する。コンパイラ１０２ａは、ソースプ
ログラム１０１を構文解析部１０３で解析し、最適化前
の第１の中間コード情報１０４を作成する。最適化処理
部１０５ａにより、中間コード情報を最適化のために最
適化の情報解析を行ない、最適化解析情報１０７を生成
し、それを参照して中間コード最適化し、最適化後の第
２の中間コード１０８を生成する。コード生成部１０９
ａにおいて、最適化された中間コード情報１０８を機械
語命令列に変換して、出力ファイル１１１ａを作成す
る。

【０００４】最適化機能とは、コード生成部１０９ａに
おいて出力する機械語命令を少なくまたは出力した命令
の実行する性能を向上させるために、中間コード情報を
修正、削除し改良する機能である。最適化機能部での修
正、削除では入力となる中間コード情報と改良後の中間
コード情報が同等の機能を有する必要がある。最適化機
能には、種々の最適化機能が存在するので詳細は、図書
「コンパイラ原理・技法・ツール」（サイエンス社Ａ．
Ｖ．エイホ著原田賢一訳）の１０章に記載されている。

【０００５】例えば、共通部分式の最適化では、同等の
演算式の結果を保持し、再計算を行なわなくすることに
より、出力機械語命令列のサイズ、実行性能が向上す
る。これ以外は、ループの最適化、レジスタ割付け、分
岐最適化等、種々の最適化が存在する。この最適化機能
には、命令の短縮する最適化と実行性能の向上する最適
化が存在する。実行性能の向上する最適化には出力機械
語命令裂のサイズの増加をともなう最適化である。ま
た、最適化機能は、コンパイラの起動時のオプション指
定により、機能指定が可能である。例えば複数の最適化
機能のうち共通部分式の削除のみ起動することが可能で
ある。複数の最適化機能を組み合わせて、最適化を行う
場合、サイズの増加することがある。

【０００６】コンパイラの最適化処理部１０５ａは、は
じめに構文解析部１０３で変換された中間情報１０４か
ら最適化に必要な最適化を行なうための、中間情報を解
析した情報を作成する。その解析情報とは、レジスタ割
付けの最適化では、データフロー情報と呼ぶ変数が参
照、設定された範囲情報のことであり、分岐最適化で
は、中間情報中の分岐命令位置とラベル位置の情報であ
る。この情報解析には通常処理時間が長かかる。

【０００７】ここで対象とするマイクロコンピュータ用
のコンパイラはマイクロコンピュータの有する制限され
たＲＯＭ領域内に、ソースプログラムからコンパイルさ
れた出力機械語命令列を組み込む必要がある。また組み
込まれた出力機械語命令列の実行時には、十分な実行性
能を有する必要がある。コンパイラ使用者は、コンパイ
ラに各種の最適化機能を指定して、出力機械語命令列サ
イズと実行性能を調査しながら、コンパイルし、開発を
行なう必要がある。実行性能を向上させるループ最適化
や関数のインライン最適化はプログラムの出力サイズを
増加させる場合がある。

【０００８】コンパイラは、マイクロコンピュータが持
たない演算命令や、データ長の演算を既存の命令で代用
する機械語命令をその場に出力する場合と前述のランタ
イムライブラリをライブラリ呼びだしを行なう場合があ
る。

【０００９】コンパイラの最適化の一種類でランタイム
ライブラリを呼ぶことにより、プログラムの出力サイズ
を小さくする最適化がある。ランタイムライブラリを使
用してのコード出力最適化は、出力サイズは小さくなる
が、ライブラリの呼び出しが起こるため、実行性能が低
下する。プログラム開発者は、プログラムを配置するＲ
ＯＭ領域のサイズ内でプログラムの実行性能が開発者の
要求以上のものを何回もコンパイルして開発する必要が
あるり、非常に多くの時間を必要とする。また、最適化
を伴うコンパイラの処理時間は、入力ファイルが大きく
なればなるほど、長くなる。

【００１０】特開昭５９−２００５１号公報に示される
プログラム実行方式は、構文解析後の中間コード最適化
するための情報を保持し、プログラム実行時にその中間
コードと最適化情報から最適な実行コードを生成するこ
とが目的である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにプログ
ラム開発者は、ＲＯＭのサイズ以内で、プログラムの実
行性能が開発者の要求以上になるコンパイラへの最適化
の指定を、何回もコンパイルして、確認する必要があ
り、開発時間が長くなる欠点が存在した。また対象とす
るソースファイルが大きい場合、最適化を伴うコンパイ
ル時間がとても長くなり、何回も確認するにはさらに開
発時間が長くなり欠点が存在した。

【００１２】本発明の目的は、これらの欠点を除き、最
適化処理時間を大幅に短縮した言語処理プログラム，コ
ンパイル処理方式を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は、入力し
たソースプログラムを解析し最適化前中間コードを生成
する第１のステップと、前記最適化前中間コードの最適
化情報を解析し最適化解析情報を生成する第２のステッ
プと、前記最適化解析情報を参照し１つの前記最適化前
中間コードから最適化の組み合わせの異なる複数の最適
化中間コードを生成し、前記最適化中間コードをそれぞ
れ機械語命令列の出力ファイルに変換する第３のステッ
プとを有し、１回のコンパイルで同等の機能を有し最適
化の組み合わせの異なる複数の機械語命令列出力ファイ
ルを得るようにしたことを特徴とする。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例を説明するブロック
図である。コンパイラ１０２は入力ソースファイル１０
１を入力し、構文解析部１０３で最適化前の中間コード
１０４を生成する。最適化部１０５は、中間コード１０
４を解析し、最適化解析情報１０７を生成し、最適化組
合せテーブル１０６に従い最適化した中間コード１０８
を生成する。最適化された中間コードは複数存在する場
合がある。コード生成部１０９は、最適化された中間コ
ードを機械語命令列の出力ファイル１１１に出力する。
さらに出力ファイルのコードサイズ情報とその場合の最
適化の組合せ情報１１０を出力する。

【００１５】最適化組合せテーブル１０６にはコンパイ
ラの最適化の個々の最適化の指定の組合せが設定されて
いる。最適化テーブルには、サイズを小さくする最適化
群（共通部分式の削除、分岐最適化、レンジ割付けな
ど）と実行性能を向上させる最適化群（ループの最適
化、関数のインライン化など）との組合せが入ってい
る。例えば、サイズを小さくする最適化の指定、実行性
能を向上させる最適化を指定、サイズを小さくする最適
化と実行性能を向上させる最適化のすべての指定の３種
類が設定された場合で説明する。

【００１６】図２（ａ）は図１の動作の処理フローチャ
ートにより、本方式のコンパイル処理の説明を行なう。
まず、ステップ３０１で入力ファイルを読込み構文解析
を行ない中間コード１０４を作成する。次に最適化部１
０５では、ステップ３０２で最適化される前の中間コー
ド１０４を入力し、最適化のための解析情報１０７を生
成する。最適化解析情報は、最適化を行なうための解析
情報であり、この情報を参照して個々の最適化を行な
う。

【００１７】次に、ステップ３０３で最適化の組合せテ
ーブルに最適化の組合せがあるかを判断する。その組合
せがあれば以下の組合せ指定の最適化を行なう。組合せ
がなければ、コード生成を行なう。次にステップ３０４
で前述の最適化テーブルの指定により、特定の最適化を
起動し、最適化された第２の中間コード１０８を生成す
る。

【００１８】最適化の組合せにより複数の中間コードが
存在する。一般に最適化は、処理時間がかかる。この要
因は、最適化のための中間コード情報解析が主たる処理
時間である。本実施例では、複数の最適化を行なうが、
一度解析された最適化情報を再度利用して最適化を行な
うため、最適化時間が大幅に短縮される。

【００１９】最適化の組合せ指定により複数の最適化さ
れた第２の中間コード１０８を作成した後、コード生成
部１０９によりコード生成を行なう。この場合、最適化
された中間コードがある間、コード生成を行ない、ステ
ップ３０５で中間コード有無をチェックし、中間コード
があれば、以下のコード生成処理を行ない、なければ処
理を終了する。

【００２０】その中間コード情報があれば、ステップ３
０６で通常のコード生成部と同じく、最適化された中間
コードを機械語命令列に変換する。次に、変換した機械
語命令列のコードサイズの情報と最適化の組合せ指定情
報をプログラム開発者にメッセージとして出力する。本
実施例では、サイズ縮小のみの最適化の場合とそのサイ
ズ、実行性能向上のみの最適化とそのサイズ、サイズ縮
小と実行性能向上のすべての場合とそのサイズ情報が出
力される。さらに、ステップ３０８で変換した機械語命
令列を出力ファイルに出力する。

【００２１】プログラム開発者は、コンパイル結果のコ
ードサイズ情報と最適化の組合せ指定情報により開発に
適する出力ファイルを選択して開発を行なうことができ
る。

【００２２】図２（ｂ）は本発明の第２の実施例の処理
フロチャートである。本実施例のコンパイルの出力方法
が第１の実施例と異なる。最適化組合せテーブル１０６
には、第１の実施例と同様なコンパイラの最適化の個々
の最適化の指定の組合せが設定されている。

【００２３】本実施例では、第１の実施例と同様に、ス
テップ３０１で入力ファイルを読込み構文解析を行ない
第１の中間コードを生成する。最適化部１０５では、最
適化される前の中間コード１０４を入力し、ステップ３
０２で最適化のための解析情報１０７を生成する。最適
化解析情報は、最適化を行なうための解析情報であり、
この情報を参照して個々の最適化を行なう。

【００２４】次に、ステップ３０３で最適化の組合せテ
ーブルに最適化の組合せがあるかを判断し、その組合せ
があれば以下の組合せ指定の最適化とコード生成を行な
い、なければ処理を終了する。次のステップ３０４で、
前述の最適化テーブルの指定により、特定の最適化を起
動し、最適化された第２の中間コード１０８を生成す
る。

【００２５】一般に最適化には処理時間がかかる。この
要因は、最適化のための中間コードの情報解析が主たる
処理時間である。本実施例では第１の実施例と同様に複
数の最適化を行なうが、一度解析された最適化情報を再
度利用して最適化を行なうため、最適化時間が大幅に短
縮される。

【００２６】次のステップ３０６ａで通常のコード生成
部と同じく、最適化された中間コード機械語命令列に変
換する。さらに、ステップ３０７で機械語命令列への変
換時に、変換した機械語命令列のコードサイズの情報と
最適化の組合せ指定情報をプログラム開発者にメッセー
ジとして出力する。本実施例では、サイズ縮小のみの最
適化の場合とそのサイズ、実行性能向上のみの最適化と
そのサイズ、サイズ縮小と実行性能向上のすべての場合
とそのサイズ情報が出力される。そしてステップ３０８
で変換した機械語命令列を出力ファイルに出力する。

【００２７】本実施例では最適化の組合せ指定により生
成された中間コードに対してコード生成を行なうため、
第１の実施例に比べその処理が高速になる。この場合も
第１の実施例と同様にプログラム開発者は、コンパイル
結果のコードサイズ情報と最適化の組合せ指定情報によ
り、開発に適する出力ファイルを選択して開発を行な
う。

【００２８】図３は本発明の効果を示す処理時間のタイ
ミング図を示す。従来例では、３つのコンパイルをそれ
ぞれ行い３種類の最適化の組合せを行なった場合の処理
時間である。一方、本発明の実施例では、種類の最適化
の組合せを行なった場合一度解析された最適化情報を再
度利用して最適化を行うので構文解析、情報解析の時間
が一度でよく、処理時間が図のように短縮される。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来最適化のための中間コードの情報解析の主要処理時間
が複数回実施され最適化を行なったが、本発明では一度
解析された最適化情報を再度利用して最適化を行なうた
め、最適化処理時間が大幅に短縮されると共に、入力ソ
ースファイルが長い場合、従来方式では個々の情報解析
に時間がとられ、さらに処理時間が長くなったが、本発
明では、１度の方法解析のみで最適化が可能なので処理
時間が長くならないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のコンパイラ処理方式のシス
テム構成を示すブロック図。

【図２】本実施例のコンパクト処理方式の二例を示す処
理のフロチャート。

【図３】本発明の効果を示すタイミング図。

【図４】従来のコンパイラ処理方式のシステム構成を示
すブロック図。

【符号の説明】

１０１ 入力ソースファイル １０２，１０２ａ コンパイラ １０３ 構文解析部 １０４ 最適化前中間コード １０５，１０５ａ 最適化部 １０６ 最適化組合せテーブル １０７ 最適化解析情報 １０８ 最適化後中間コード １０９，１０９ａ コード生成部 １１０ 出力ファイル情報出力部 １１１，１１１ａ 出力ファイル ３０１ 構文解析 ３０２ 最適化情報解析 ３０３ 最適化組合せ判定 ３０４ 最適化 ３０５ 中間コード判定 ３０６，３０６ａ 機械語命令の生成 ３０７ 出力ファイル情報出力 ３０８ ファイル出力

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力したソースプログラムを解析し最適
   化前中間コードを生成する第１のステップと、前記最適
   化前中間コードの最適化情報を解析し最適化解析情報を
   生成する第２のステップと、前記最適化解析情報を参照
   し１つの前記最適化前中間コードから最適化の組み合わ
   せの異なる複数の最適化中間コードを生成し、前記最適
   化中間コードをそれぞれ機械語命令列の出力ファイルに
   変換する第３のステップとを有し、 １回のコンパイルで同等の機能を有し最適化の組み合わ
   せの異なる複数の機械語命令列出力ファイルを得るよう
   にしたことを特徴とする言語プログラムのコンパイル処
   理方法 。
2. 【請求項２】 前記第３のステップで行われる最適化中
   間コードの生成は、最適化の組み合わせを指定した最適
   化組み合わせテーブルの指定に基づき、複数の最適化中
   間コードを生成することを特徴とする請求項１記載の言
   語プログラムのコンパイル処理方法。