JP2001154850A - コンピュータプログラムのコンパイル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ソースコードから変換された後のオブジェク
トコードをコンピュータ装置で実行する際における処理
速度の低下を防止する。 【解決手段】 変換対象となるソースコードがプログラ
ム状態を示すデータの設定を行うためのデータ設定命令
と前記データに従いプログラム動作を決定するためのデ
ータ参照命令とを含む場合に、前記コンピュータ装置が
変換後のオブジェクトコードを実行する都度、そのオブ
ジェクトコードのうち前記データ参照命令に相当する部
分３２が前記データ設定命令にて設定されるデータに応
じて書き換わるように、ソースコードからオブジェクト
コードへの変換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プログラミング言
語で記述されたソースコードを、コンピュータ装置が直
接解読できるオブジェクトコードに変換する、コンピュ
ータプログラムのコンパイル方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるコンピュータプログラムの
コンパイル方法では、例えば変換対象となるソースコー
ドが、プログラム状態を示すデータの設定を行うための
データ設定命令と、設定されたデータに従いプログラム
動作を決定するためのデータ参照命令とを含む場合に、
そのソースコードを図９に示すような構成のオブジェク
トコードに変換するようになっている。すなわち、ソー
スコードのデータ設定命令は、例えばコンピュータ装置
のメモリ内に設けられる所定のデータ領域５１にプログ
ラム状態を示すデータ５２を設定するためのコード（以
下「設定部」という）５３に変換される。また、ソース
コードのデータ参照命令は、データ領域５１内のデータ
５２に従いプログラム動作を決定するためのコード（以
下「参照部」という）５４に変換される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のコンパイル方法によって変換された後のオブジ
ェクトコードでは、設定部５３がデータ領域５１内にデ
ータを設定するので、参照部５４を実行する度にデータ
領域５１へのアクセスが必要になってしまう。さらに
は、参照部５４を実行する度に、参照部５４によるプロ
グラム動作を決定する処理（例えば、所定の演算処理）
も実行される。そのため、設定部５３の実行頻度が低
く、参照部５４の実行頻度が高い場合には、そのオブジ
ェクトコードを実行するコンピュータ装置での処理速度
が低下してしまうおそれがある。このような処理速度の
低下を防ぐためには、参照部５４の実行頻度を低くする
ことも考えられるが、そのためにはプログラム構造の工
夫等が必須となるため、ソースコードの作成効率等を鑑
みれば難点がある。

【０００４】そこで、本発明は、変換後のオブジェクト
コードをコンピュータ装置で実行しても、そのコンピュ
ータ装置の処理速度が低下することのないように、ソー
スコードからオブジェクトコードへの変換を行うことの
できる、コンピュータプログラムのコンパイル方法を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために案出されたコンピュータプログラムのコン
パイル方法で、プログラミング言語で記述されたソース
コードをコンピュータ装置が直接解読できるオブジェク
トコードに変換するコンピュータプログラムのコンパイ
ル方法において、変換対象となるソースコードがプログ
ラム状態を示すデータの設定を行うためのデータ設定命
令と前記データに従いプログラム動作を決定するための
データ参照命令とを含む場合に、前記コンピュータ装置
が変換後のオブジェクトコードを実行する都度、当該オ
ブジェクトコードのうち前記データ参照命令に相当する
部分が前記データ設定命令にて設定されるデータに応じ
て書き換わるように当該オブジェクトコードを生成する
ことを特徴とする。

【０００６】本発明に係るコンパイル方法によれば、変
換後のオブジェクトコードをコンピュータ装置で実行す
ると、その都度、オブジェクトコードの参照部（ソース
コードにおけるデータ参照命令に相当する部分）がプロ
グラム状態を示すデータに応じて書き換わるように、ソ
ースコードからオブジェクトコードへの変換を行う。し
たがって、本発明のコンパイル方法により変換されたオ
ブジェクトコードをコンピュータ装置で実行すれば、例
えばプログラム状態を示すデータを所定のデータ領域内
に設定したり、オブジェクトコードの参照部を実行する
度にそのデータ領域へのアクセスを行わなくても、プロ
グラム状態を示すデータに従いつつ、プログラム動作が
決定されることになる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明に係る
コンピュータプログラムのコンパイル方法について説明
する。図１は本発明に係るコンピュータプログラムのコ
ンパイル方法の一例の概要を示す説明図であり、図２は
そのコンパイル方法を実行するハードウェア構成の一例
を示すブロック図であり、図３はそのコンパイル方法を
実行するソフトウェア構成の一例を示すブロック図であ
る。

【０００８】ここで、本発明に係るコンパイル方法の説
明に先立ち、そのコンパイル方法を用いるハードウェア
構成およびソフトウェア構成について説明する。

【０００９】本発明に係るコンパイル方法は、例えば図
２に示すような構成のコンピュータ装置において用いら
れる。このコンピュータ装置では、ＲＡＭ（Random Acc
essMemory）等のメモリ１１に記憶されているプログラ
ムが、ＣＰＵ（Central Processing Unit)１２によって
読み出され、そのＣＰＵ１２により実行される。そし
て、実行された処理の内容に応じて、ＣＰＵ１２に接続
する入出力装置１３が情報（処理結果）の入出力を行っ
たり、ＣＰＵ１２がメモリ１１への情報書き込みを行っ
たりする。

【００１０】また、本発明に係るコンパイル方法は、例
えば図３に示すようなソフトウェア構成によって実現さ
れる。すなわち、プログラミング言語によって記述され
たソースコード２１を読み込んで、そのソースコード２
１をコンピュータ装置のＣＰＵ１２が直接解読できるオ
ブジェクトコード２２に翻訳する、コンパイル装置（以
下「コンパイラ」という）２３によって実現される。こ
のコンパイラ２３は、ＣＰＵ１２による所定プログラム
の実行によって形成される。また、このコンパイラ２３
によって処理されるソースコード２１およびオブジェク
トコード２２は、それぞれ、メモリ１１内に格納された
り、あるいは入出力装置１３にて入出力されるようにな
っている。

【００１１】このコンパイラ２３によって処理されるソ
ースコード２１としては、例えばＣ言語のような高級プ
ログラム言語によって記述されたものが挙げられるが、
これに限らず他のプログラミング言語によって記述され
たものであってもよういことはいうまでもない。ただ
し、変換対象となるソースコードは、状態を示すデータ
の設定を行うためのデータ設定命令と、設定されたデー
タに従いプログラム動作を決定するためのデータ参照命
令とを含んでいるものとする。

【００１２】このようなハードウェア構成およびソフト
ウェア構成によって実現されるコンパイル方法は、変換
対象となるソースコード２１を、例えば図１に示すよう
な構成のオブジェクトコード２２に変換するようになっ
ている。すなわち、オブジェクトコード２２の設定部
（ソースコード２１におけるデータ設定命令に相当する
部分）３１がプログラム状態を変更すると、それに対応
してオブジェクトコード２２の参照部（ソースコード２
１におけるデータ参照命令に相当する部分）３２もプロ
グラムコードが書き換わるように、ソースコード２１か
らオブジェクトコード２２への変換を行う。

【００１３】したがって、変換後のオブジェクトコード
２２は、ＣＰＵ１２が実行する都度、その参照部３２が
プログラム状態を示すデータに応じて書き換わることに
なる。これにより、変換後のオブジェクトコード２２で
は、例えば、設定部３１がコンピュータ装置のメモリ１
１内に設けられる所定のデータ領域３３にプログラム状
態を示すデータを設定したり、参照部３２がプログラム
動作を決定するためのデータを参照すべくそのデータ領
域３３へのアクセスを行う必要がなくなる。

【００１４】ここで、このようなコンパイル方法につい
て、具体例を挙げつつ、さらに詳しく説明する。図４は
変換対象となるソースコードの一具体例を示す説明図で
あり、図５は本発明に係るコンパイル方法の手順の一例
を示すフローチャートであり、図６は変換後のオブジェ
クトコードの一具体例を示すフローチャートである。

【００１５】先ず、変換対象となるソースコードの具体
例について説明する。図４に示すように、この具体例に
おけるソースコードでは、チェンジレス（Changeless）
クラスで宣言された変数ａが、仮想的な変数（以下「仮
想変数」という）となっている。この仮想変数ａに値を
代入しているファンクション（以下「func」と略す）１
は、プログラム状態を示すデータの設定を行うデータ設
定命令としての機能を果たす。また、仮想変数ａを参照
しているfunc２は、func１で設定されたデータに従いプ
ログラム動作を決定するデータ参照命令としての機能を
果たす。すなわち、このソースコードは、func１でプロ
グラム状態を設定し、func２でその状態に応じて値を変
数に設定し所定動作（予め定められたメッセージの出力
等）を行うものである。

【００１６】このような構成のソースコードに対して、
コンパイラ２３は、図５に示すような手順でコンパイル
（オブジェクトコードへの変換）を行う。すなわち、コ
ンパイラ２３は、コンパイルを行うのにあたって、先ず
変換対象となるソースコードの全体について字句解析を
行い（ステップ１０１、以下ステップをＳと略す）、次
いでそのソースコードを構成する各部分について構文解
析を行って（Ｓ１０２）、各部分が仮想変数ａを使用す
るか否かを判断する。なお、これら字句解析および構文
解析は、従来と同様の手法にて行うため、ここではその
詳細な説明を省く。

【００１７】そして、仮想変数ａを使用しない部分につ
いては、コンパイラ２３が当該部分を従来と同様に通常
の方法でコンパイルしてオブジェクトコードの生成を行
う（Ｓ１０３）。

【００１８】これに対し、仮想変数ａを使用する部分の
うち、その仮想変数ａに値を代入する部分であるfunc１
については、コンパイラ２３が以下のようにしてコード
生成を行う。先ず、コンパイラ２３は、変換後のオブジ
ェクトコードにおける参照部３２に相当する部分、すな
わちfunc１が設定したデータを使用する部分であるfunc
２における処理内容（具体的には数式の演算）を評価す
るコードを生成する（Ｓ１０４）。例えば、図４に示す
ソースコードのうち、「ｂ＝ａ*１７」という部分につ
いては、コンパイラ２３は「ａ*１７」を計算するコー
ドを生成する。また、「if（ａ＞１０）」という部分に
ついては、コンパイラ２３は「ａ＞１０」を計算するコ
ードを生成する。

【００１９】このような評価コードを生成すると、続い
て、コンパイラ２３は、その評価の結果を基に、変換後
のオブジェクトコードにおける参照部３２に相当する部
分を書き換えるためのコードを生成する（Ｓ１０５）。
具体的には、評価の結果を定数として使用して、これを
参照部３２に書き込むためのコードを生成する。例え
ば、図４に示すソースコードのうち、「ｂ＝ａ*１７」
という部分については、「ａ*１７」の評価結果を定数
として変数ｂに設定するコードを、参照部３２に書き込
むためのコードを生成する。また、「if（ａ＞１０）」
という部分については、ａが１０以下の場合はメッセー
ジを出力させないような分岐命令を書き込み、ａが１０
より大きな場合はこの分岐命令の個所に何もしないよう
な命令を書き込むためのコードを生成する。

【００２０】一方、仮想変数ａを使用する部分のうち、
その仮想変数ａを参照する部分であるfunc２について
は、コンパイラ２３が以下のようにしてコード生成を行
う。先ず、コンパイラ２３は、仮想変数ａに初期値があ
るか否かを判断する（Ｓ１０６）。ここでいう初期値と
は、仮想変数ａに対して設定される値をいい、例えば上
述したような参照部３２に書き込むためのコードがこれ
に相当する。

【００２１】この判断の結果、初期値があれば、コンパ
イラ２３は、その仮想変数ａの初期値を定数とみなし
て、コードを生成する（Ｓ１０７）。また、初期値がな
ければ、コンパイラ２３は、例外を発生させるコードを
生成する（Ｓ１０８）。この例外を発生させるコードと
は、通常の処理状態ではない例外事象が発生したこと
を、例えば入出力装置１３を通じてコンピュータ装置の
ユーザに伝えるためのものである。このようにすること
により、未設定の仮想変数を参照した場合には例外が発
生し、プログラムの誤りをコンピュータ装置のユーザに
伝えることができるようになる。

【００２２】そして、コンパイラ２３は、変換対象とな
るソースコードの全体について、これらの処理が終了し
たか否かを判断する（Ｓ１０９）。つまり、ソースコー
ド全体についての処理が終了するまで、上述した処理を
繰り返して行う（Ｓ１０２〜Ｓ１０９）。

【００２３】以上のような手順のコンパイルの結果、図
４におけるソースコードは、func１が図６（ａ）に示す
ような構成のオブジェクトコードに変換され、func２が
図６（ｂ）に示すような構成のオブジェクトコードに変
換されることになる。

【００２４】すなわち、func１の変換結果に相当する設
定部３１は、図６（ａ）に示すように、先ず「ｘ*１７
（ｘは外部から設定される値）」を計算し（Ｓ２０
１）、その計算結果を変数ｂに代入するコードを後述す
る参照部３２におけるＳ２０６に書き込むためのコード
を生成し（Ｓ２０２）、その後「ａ＞１０」であるか否
かを判断し（Ｓ２０３）、この判断の結果ａ＞１０であ
れば何もしないコードを後述する参照部３２におけるＳ
２０７に書き込むためのコードを生成し（Ｓ２０４）、
ａ＞１０でなければ参照部３２への分岐命令となるコー
ドを生成する（Ｓ２０５）ように構成される。

【００２５】また、func２の変換結果に相当する参照部
３２は、図６（ｂ）に示すように、先ず、設定部３１か
らの書き込み（Ｓ２０２，Ｓ２０４，Ｓ２０５）に従い
つつ動作を決定した後（Ｓ２０６，Ｓ２０７）、「ａ i
s greater than １０」というメッセージを入出力装置
１３等に出力する（Ｓ２０８）ように構成される。

【００２６】つまり、変換後のオブジェクトコードは、
設定部３１が計算結果の変化等によりプログラム状態を
変更すると、それに対応して参照部３２が書き換わるよ
うに構成されている。したがって、このオブジェクトコ
ード２２をコンピュータ装置のＣＰＵ１２が実行する
と、その都度、参照部３２がプログラム状態を示すデー
タに応じて書き換わることになる。

【００２７】ここで、このように変換され生成されたオ
ブジェクトコードをＣＰＵ１２で実行した場合につい
て、具体例を挙げて説明する。図７および図８は、それ
ぞれ、実行時におけるオブジェクトコードの一具体例を
示すフローチャートである。

【００２８】例えば、func１（５）を実行した場合につ
いて考える。なお、（５）とは、ｘに設定すべき値が
「５」であることを示している。この場合、func２の変
換結果に相当する参照部３２は、図７に示すように書き
換えられることになる。すなわち、参照部３２は、「５
*１７」の計算結果である「８５」を変数ｂに代入する
コードが書き込まれるが（Ｓ３０１）、メッセージを出
力させないような分岐命令によって、「ａ is greater
than １０」というメッセージを出力しないように書き
換えられる。

【００２９】また、これと同様に、例えば、func１（１
５）を実行した場合について考えると、func２の変換結
果に相当する参照部３２は、図８に示すように書き換え
られることになる。すなわち、参照部３２は、「１５*
１７」の計算結果である「２５５」を変数ｂに代入する
コードが書き込まれ（Ｓ４０１）、さらには分岐命令の
箇所に何もしないような命令を書き込むコードによっ
て、「ａ is greater than １０」というメッセージを
出力するように書き換えられる（Ｓ４０２）。

【００３０】以上のように、本実施形態で説明したコン
ピュータプログラムのコンパイル方法では、設定部３１
がプログラム状態を変更すると、それに応じて参照部３
２のプログラムコードが書き換わるように、ソースコー
ドからオブジェクトコードへの変換を行うようになって
いる。したがって、本実施形態のコンパイル方法により
変換したオブジェクトコードをコンピュータ装置で実行
すれば、その都度、参照部３２がプログラム状態を示す
データに応じて書き換わるので、変換後のオブジェクト
コードをコンピュータ装置で実行するのにあたって、例
えばプログラム状態を示すデータを所定のデータ領域内
に設定したり、参照部３２を実行する度にそのデータ領
域へのアクセスを行う必要がなくなる。

【００３１】つまり、本実施形態のコンパイル方法によ
る変換後のオブジェクトコードでは、参照部３２を実行
する場合にデータ領域へのアクセスが不要となり、しか
も参照部３２の書き換えによってその参照部３２が行い
得る処理動作のうち不要なものが実行されなくなる。こ
れにより、設定部３１の実行頻度が低く、参照部３２の
実行頻度が高い場合であっても、そのオブジェクトコー
ドを実行するコンピュータ装置での処理速度が低下して
しまうことがなくなる。また、そのために、プログラム
構造を工夫等するとことも必要ないので、ソースコード
の作成時における効率低下等を招いてしまうこともなく
なる。

【００３２】なお、本実施形態では、ソースコード２１
からオブジェクトコード２２へのコンパイルと、変換後
のオブジェクトコード２２の実行との双方を、同一のコ
ンピュータ装置が行う場合を例に挙げて説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、それぞれを別個
のコンピュータ装置が行うクロスコンパイル環境下にお
いても適用可能であることはいうまでもない。

【００３３】また、本実施形態では、参照部３２におけ
る処理内容（数式の演算）の評価と、その参照部３２の
書き換え処理との双方を、それぞれ設定部３１が行う場
合を例に挙げて説明したが、それ以外にも、例えば、参
照部３２の書き換え処理のみを設定部３１が行い、処理
内容の評価については参照部３２自身が行うようにする
ことも考えられる。

【００３４】また、本実施形態では、チェンジレスクラ
スで宣言された変数を仮想変数と認識してソースコード
に対するコンパイルを行う場合について説明したが、一
般の変数との違いが判断できるものであれば、他の記述
方法によるソースコードであっても同様にコンパイルを
行うことは可能である。しかも、このとき、一般の変数
と仮想変数との相違は、本実施形態のようにソースコー
ド上の記述により判断するのではなく、例えば設定部ま
たは参照部の数を基に判断したり、あるいは実際に実行
した際の実行頻度の計測結果から判断するようにしても
よい。

【００３５】また、本実施形態では、仮想変数に初期値
を指定しない場合に、参照部に例外を発生させるコード
を生成する場合について説明したが、それ以外にも、例
えば適当な値が設定されているものとみなしたコードを
生成するようにしてもよい。

【００３６】また、本実施形態では、その変数毎にオブ
ジェクトコードの参照部を書き換えるか否か決定する場
合について説明したが、例えば参照部毎に書き換えをす
るか否かを、それが判断できるような記述により決定す
ることも考えられる。さらには、その書き換えにあたっ
て、本実施形態では、分岐命令と何もしない命令との置
き換えを行っていたが、条件成立時に実行する命令自身
と何もしない命令とを置き換えるようにすることもでき
る。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係るコ
ンピュータプログラムのコンパイル方法は、プログラム
状態を変更に応じてデータ参照命令相当部分である参照
部が書き換わるように、ソースコードからオブジェクト
コードへの変換を行うので、変換後のオブジェクトコー
ドをコンピュータ装置で実行する際に、例えばプログラ
ム状態を示すデータを所定のデータ領域内に設定した
り、参照部を実行する度にそのデータ領域へのアクセス
を行う必要がなくなる。したがって、本発明のコンパイ
ル方法を用いれば、コンピュータ装置がオブジェクトコ
ードを実行する都度、その参照部がプログラム状態を示
すデータに応じて書き換わるので、例えば設定部の実行
頻度が低く、参照部の実行頻度が高い場合であっても、
そのオブジェクトコードを実行するコンピュータ装置で
の処理速度が低下してしまうことがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明に係るコンピュータプログラムのコンパ
イル方法の一例の概要を示す説明図である。

【図２】本発明のコンパイル方法を実行するハードウェ
ア構成の一例を示すブロック図である。

【図３】本発明のコンパイル方法を実行するソフトウェ
ア構成の一例を示すブロック図である。

【図４】変換対象となるソースコードの一具体例を示す
説明図である。

【図５】本発明に係るコンパイル方法の手順の一例を示
すフローチャートである。

【図６】変換後のオブジェクトコードの一具体例を示す
フローチャートである。

【図７】コンピュータ装置での実行時における参照部の
一具体例を示フローチャート（その１）である。

【図８】コンピュータ装置での実行時における参照部の
一具体例を示フローチャート（その２）である。

【図９】従来におけるコンピュータプログラムのコンパ
イル方法の一例の概要を示す説明図である。

【符号の説明】

２１…コンパイラ、２２…オブジェクトコード、２３…
コンパイラ、３１…設定部、３２…参照部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラミング言語で記述されたソース
   コードをコンピュータ装置が直接解読できるオブジェク
   トコードに変換するコンピュータプログラムのコンパイ
   ル方法において、 変換対象となるソースコードがプログラム状態を示すデ
   ータの設定を行うためのデータ設定命令と前記データに
   従いプログラム動作を決定するためのデータ参照命令と
   を含む場合に、前記コンピュータ装置が変換後のオブジ
   ェクトコードを実行する都度、当該オブジェクトコード
   のうち前記データ参照命令に相当する部分が前記データ
   設定命令にて設定されるデータに応じて書き換わるよう
   に当該オブジェクトコードを生成することを特徴とする
   コンピュータプログラムのコンパイル方法。