JP2002251282A - プロセッサにおけるループの処理 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセッサにおいて、ソフトウェアでパイプ
ライン処理されるループを処理する。 【解決手段】 複数のレジスタ２０は、実行される複数
の命令によって発生されかつ消費される値を記憶する。
レジスタ名前変更装置３２は、ループの実行中にレジス
タの名前を変更する。ループがゼロの反復を要求するイ
ベントにおいて、レジスタの名前は予め決められた方法
で変更されて、レジスタ割り当てを、ループが１つ以上
の反復を有する通常の場合に発生するものと整合させ
る。これは、ループのエピローグフェーズのみを実行
し、ループスケジュールにおける複数の命令をそれらの
結果がコミットしないようにオフにすることにより達成
される。エピローグフェーズにおける複数の命令の発行
は、予め決められた名前の変更を自動的に実行する。エ
ピローグ反復の回数は、ループをスタートアップするた
めに用いられるループ命令において指定されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセッサにおけ
るループの処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハイパフォーマンスコンピューティング
では、通常、ハイレートでの命令の実行が目標のマシン
（例えばマイクロプロセッサ）に要求される。実行時間
は、多くの場合、アプリケーションプログラム内の複数
のループ構造によって支配される。ハイレートでの命令
の実行を可能にするために、プロセッサは複数の個別の
実行装置を含んでもよく、上記各個別の装置を用いるこ
とで、他の複数の実行装置による複数の命令の実行と平
行して、１つ又はそれ以上の命令を実行することができ
る。

【０００３】そのような複数の実行装置は、複数の個別
のステージから構成されるいわゆるソフトウェアパイプ
ラインを提供するために用いられることが可能である。
各ソフトウェアパイプラインのステージは、特定の実行
装置に対する、固定された物理的な対応を持たない。む
しろ、アプリケーションプログラムにおけるループ構造
がコンパイルされるとき、ループの個別の反復を構成す
る複数の機械語命令は、ソフトウェアパイプラインのス
ケジュールに従って、異なる複数の実行装置による実行
に対してスケジュールが決定される。このスケジュール
は複数の逐次的なステージに分割され、複数の命令は、
複数の反復が、逐次的な反復に係る複数の開始の間の選
択されたループ開始インターバルを有して、複数の異な
る実行装置によってオーバーラップする方法で実行され
ることを可能にするようにスケジュールが決定される。
従って、反復ｉの第１のステージが終了し、その反復が
第２のステージに入るとき、次の反復ｉ＋１の実行は、
反復ｉ＋１の第１のステージで開始される。このよう
に、反復ｉ＋１の第１のステージにおける命令は、反復
ｉの第２のステージにおける命令の実行に対して並列に
実行される。

【０００４】そのようなソフトウェアでパイプライン処
理されるループには、通常、パイプラインにおける複数
の異なる命令の間で通信されなければならない、複数の
ループ変数値、すなわち、ループの各異なる反復におい
て再評価されなければならない複数の表現が存在する。
そのような複数のループ変数値を扱うために、それら
を、いわゆる回転するレジスタファイルに記憶すること
ができる。この場合、各ループ変数値は、回転するレジ
スタファイル内の論理的レジスタ番号に割り当てられ、
この論理的レジスタ番号は、１つの反復から次の反復に
向かう間に変化しない。回転するレジスタファイル内で
は、各論理的レジスタ番号は、レジスタファイル内の物
理的レジスタにマッピングされ、このマッピングは、新
しい反復が開始される毎に、すなわち、パイプラインの
境界が交差される毎に回転される。従って、複数の異な
る反復における対応する複数の命令はすべて、同一の論
理的レジスタ番号を参照することができ、コンパイルさ
れる複数の命令を簡単化するとともに、１回の反復によ
って発生される値が、異なる反復の続いて実行される命
令によって上書きされることを防止する。

【０００５】これらの事項については、特開２００１−
２８２５３２号公報として公開されている本願出願人の
同時係属中の日本国特許出願に詳述されており、その内
容の全体は参照によってここに含まれる。特に、その出
願は、値発生命令が発行される毎にマッピングが回転さ
れる、代替のレジスタ名前変更方法について記述してい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いずれの名前変更方法
においても、ループ本体が１回又はそれ以上の回数だけ
実行される通常の場合と比較して、ソフトウェアでパイ
プライン処理されるループのループ本体がまったく実行
されない特殊な場合では、レジスタロケーションの不整
合が発生しうるという問題が生じる。ソフトウェアパイ
プラインループのループ本体がまったく実行されないこ
の特殊な場合は、例えば、ループ命令が、反復するルー
プをセットアップする一方、ループ制御変数は開始値か
ら終了値へとインクリメントして変化されるが、終了値
自体は、実行中にループ命令が遭遇される時点において
開始値よりも小さい変数である場合に生じることがあ
る。この特殊な場合では、結果的に、複数のレジスタロ
ケーションは、ループ本体が１回又はそれ以上の回数だ
け実行されるときに後続するものとは整合しない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの実施形態
では、プロセッサは、ソフトウェアでパイプライン処理
されるループを実行するように動作可能である。上記プ
ロセッサは、実行される複数の命令によって発生されか
つ消費される複数の値を記憶するために、複数のレジス
タを有するレジスタ装置を備えている。上記複数のレジ
スタの名前は、ループの実行中に、例えばソフトウェア
パイプラインの境界が交差される毎に又は値発生命令が
発行される毎に変更される。

【０００８】１つの実施形態において、上記プロセッサ
はループ処理装置も備え、上記ループ処理装置は、ソフ
トウェアでパイプライン処理されるループがゼロの反復
を要求するイベントにおいて、上記複数のレジスタの名
前を予め決められた方法で変更させる。この予め決めら
れた名前変更は、好ましくは、ライブイン値がライブア
ウト値になるようにループが１回又はそれ以上の反復を
要求するときにライブイン値が存在していたレジスタと
同じレジスタに、当該ライブイン値がゼロの反復の場合
に存在するというものである。

【０００９】１つの実施形態において、上記ループ処理
装置は、ループがゼロの反復を要求するイベントにおい
て、ループのエピローグフェーズを実行させる。上記エ
ピローグフェーズは、通常、ゼロでない反復のループに
係るすべての反復が開始されたとき（又はループの内側
の終了（exit）命令が実行されたとき）に入られる。こ
のエピローグフェーズは、１つ又はそれ以上のエピロー
グ反復を備えることがある。

【００１０】エピローグ反復の回数（エピローグ反復計
数値又はＥＩＣ）は、演算における名前変更方法に依存
する。例えば、ソフトウェアパイプラインの境界が交差
される毎に複数のレジスタの名前が変更される場合で
は、ＥＩＣは、ソフトウェアパイプラインステージの数
よりも１だけ少ない数であってもよい。各エピローグ反
復は、１つ又はそれ以上のレジスタの名前変更演算を発
生させる。

【００１１】従って、エピローグフェーズの実行は、ラ
イブイン値が、ゼロの反復のループの後に、ゼロでない
反復のループが実行されたときにライブイン値が存在し
ていたレジスタと同じレジスタにおいて発見されるよう
に、複数のレジスタの名前が自動的に変更されることを
可能にする。

【００１２】１つの実施形態において、エピローグフェ
ーズにおけるレジスタの名前変更演算の回数は、ループ
自体の反復計数値（ＩＣ）とは独立に指定することがで
きる。このことは、コンパイラが、プロセッサによって
実行されるオブジェクトプログラムにおける、必要なレ
ジスタの名前変更演算の回数を指定することを可能にす
る。

【００１３】１つの実施形態において、エピローグフェ
ーズにおける反復回数（すなわちＥＩＣ）は、上記ＩＣ
とは独立に指定することができる。このことは、コンパ
イラが、プロセッサによって実行されるオブジェクトプ
ログラムにおける、必要なエピローグ反復の回数を指定
することを可能にする。

【００１４】上記ＥＩＣは、プロセッサによって実行可
能な命令において指定されてもよい。１つの実施形態に
おいて、この命令は、ソフトウェアでパイプライン処理
されるループのスタートアップの間に実行されるループ
命令である。

【００１５】上記ループ命令は、上記ＥＩＣが指定され
るフィールドを有していてもよい。これは、ＥＩＣとＩ
Ｃとが独立して指定されてもよいように、ループ命令の
ＩＣフィールドとは分離されている可能性がある。

【００１６】１つの実施形態において、上記ループ処理
装置は、ループを開始するとき（例えばこのようなルー
プ命令が実行されるとき）にループに対するＩＣを受信
し、受信されたＩＣがゼロであれば、それは、エピロー
グフェーズのみを実行させる。受信されたＩＣがゼロで
ないとき、それは、ループのプロローグフェーズ及びカ
ーネルフェーズを通常の方法で実行させる。

【００１７】１つの実施形態において、上記プロセッサ
は、例えば、本願出願人の同時係属中の英国特許出願公
開第２３６３４８０号公報に詳述されているように、複
数の命令の叙述された実行を有し、この内容の全体は参
照によってここに含まれている。

【００１８】このようなプロセッサにおいては、ループ
に係る異なるソフトウェアパイプラインステージに対し
てそれぞれ対応する述語レジスタが存在してもよい。述
語レジスタが第１の状態（例えば１）を有するとき、そ
れの対応するソフトウェアパイプラインステージはイネ
ーブルにされ、例えば、当該ステージの複数の命令は通
常通りに実行されてそれらの結果は出力して格納される
（コミットされる）。述語レジスタが第２の状態（例え
ば０）を有するとき、それの対応するソフトウェアパイ
プラインステージはディスエーブルにされ、例えば、そ
の命令は実行されてもよいがそれの結果はコミットされ
ない。

【００１９】１つの実施形態において、上記ループ処理
装置は、受信されたＩＣに依存して上記複数の述語レジ
スタを開始するように動作可能である。

【００２０】１つの実施形態において、上記ループ処理
装置は、ＩＣがゼロであるときは上記複数の述語レジス
タを１つの方向へと開始し、ＩＣがゼロでないときは上
記複数の述語レジスタを少なくとも１つの他の方向へと
開始するように動作可能である。

【００２１】１つの実施形態において、ＩＣがゼロであ
るとき、ループの複数のステージに対応するすべての述
語レジスタは第２の状態に初期化されるのに対して、Ｉ
Ｃがゼロでないとき、第１のパイプライン状態に対応す
る述語レジスタは第１の状態に初期化され、後続のステ
ージに対応する各述語レジスタは第２の状態に初期化さ
れる。このことは、ゼロの反復計数値の場合にはエピロ
ーグフェーズが即時に開始するが、通常（ゼロでない反
復計数値）の場合には最初にプロローグフェーズ及びカ
ーネルフェーズに入られることを意味している。

【００２２】１つの実施形態において、第１のパイプラ
インステージに対応する述語レジスタの状態は第２のパ
イプラインステージに対応する述語レジスタにシフトさ
れ、以下同様にシフトされる。この方法において、上記
複数のパイプラインステージは、プロローグ、カーネル
及びエピローグのフェーズにおいて必要とされるように
連続してイネーブルにされかつディスエーブルにされる
ことが可能である。

【００２３】１つの実施形態において、第１のパイプラ
インステージに対応する述語レジスタの状態は、シード
レジスタに依存して設定される。この場合、上記ループ
処理装置は、好ましくは、受信されたＩＣに依存して上
記シードレジスタを異なるように初期化する。

【００２４】１つの実施形態において、上記ループ処理
装置は、受信されたＩＣがゼロ又は１であるとき上記シ
ードレジスタを第２の状態に初期化し、受信されたＩＣ
が２又はそれ以上であるとき上記シードレジスタを第１
の状態に初期化する。

【００２５】本発明の第２の態様は、プロセッサのため
のコンパイル方法に関する。

【００２６】１つの実施形態において、当該コンパイル
方法は、ソフトウェアでパイプライン処理されるループ
がゼロの反復計数値を有するイベントにおいて、上記プ
ロセッサによって実行されるレジスタの名前変更をオブ
ジェクトプログラムにおいて指定することを備える。

【００２７】１つの実施形態において、上記プロセッサ
は、ゼロの反復計数値の場合にループのエピローグフェ
ーズのみを実行し、当該コンパイル方法は、エピローグ
フェーズにおいて実行されるレジスタの名前変更演算の
回数を指定する情報をオブジェクトプログラムに含むこ
とを必要とする。

【００２８】１つの実施形態において、上記プロセッサ
は、ゼロの反復計数値の場合にループのエピローグフェ
ーズのみを実行し、当該コンパイル方法は、エピローグ
フェーズにおいて実行される反復回数を指定する情報を
オブジェクトプログラムに含むことを必要とする。

【００２９】１つの実施形態において、当該情報はオブ
ジェクトプログラムに含まれる命令において指定され
る。１つの実施形態において、この命令は、ソフトウェ
アでパイプライン処理されるループのスタートアップの
間に実行されるループ命令である。

【００３０】当該ループ命令は、ＥＩＣが指定されるフ
ィールドを有していてもよい。これは、ＥＩＣとＩＣと
が独立して指定されてもよいように、ループ命令のＩＣ
フィールドとは分離されている可能性がある。

【００３１】本発明の第３の態様は、プロセッサによる
実行のためのオブジェクトプログラムに関する。

【００３２】１つの実施形態において、上記プロセッサ
は、ゼロの反復計数値の場合にループのエピローグフェ
ーズのみを実行し、上記オブジェクトプログラムは、エ
ピローグフェーズにおいて実行される反復回数を指定す
る情報を含んでいる。

【００３３】１つの実施形態において、上記プロセッサ
は、ゼロの反復計数値の場合にループのエピローグフェ
ーズのみを実行し、上記オブジェクトプログラムは、エ
ピローグフェーズにおいて実行される反復回数を指定す
る情報を含んでいる。

【００３４】１つの実施形態において、当該情報は上記
オブジェクトプログラムに含まれる命令において指定さ
れる。１つの実施形態において、この命令は、ソフトウ
ェアでパイプライン処理されるループのスタートアップ
の間に実行されるループ命令である。

【００３５】上記ループ命令は、ＥＩＣが指定されるフ
ィールドを有していてもよい。これは、ＥＩＣとＩＣと
が独立して指定されてもよいように、ループ命令のＩＣ
フィールドとは分離されている可能性がある。

【００３６】本発明を具体化するオブジェクトプログラ
ムは、それ自体によって提供されるか、キャリア媒体に
よって伝送されることが可能である。上記キャリア媒体
は、記録媒体（例えばディスク又はＣＤ−ＲＯＭ）又は
信号のような伝送媒体であってもよい。

【００３７】本発明の他の態様は、上述のようなコンパ
イル方法を実行するためのコンパイル装置と、コンピュ
ータ上で実行されるときにこのようなコンパイル方法を
当該コンピュータに実行させ、及び／又はコンピュータ
内にロードされているときに当該コンピュータをこうし
たコンパイル装置にならしめるコンピュータプログラム
とに関連している。本発明を具体化するコンパイル方法
は、コンピュータプログラムに従って動作する汎用コン
ピュータのような電子的なデータ処理手段によって実行
される。

【００３８】本発明を具体化するコンピュータプログラ
ムは、それ自体によって提供されるか、キャリア媒体に
よって伝送されることが可能である。上記キャリア媒体
は、記録媒体（例えばディスク又はＣＤ−ＲＯＭ）又は
信号のような伝送媒体であってもよい。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面が実施例として
参照される。

【００４０】図１は、本発明の実施形態に係るプロセッ
サの構成要素を示す。この実施例において、上記プロセ
ッサは、ソフトウェアのパイプライン処理と巡回的なレ
ジスタの名前変更とを実行するためのハードウェアサポ
ートを有する超長命令語（very long instruction wor
d; ＶＬＩＷ）プロセッサである。プロセッサ１は、命
令発行装置１０と、スケジュール記憶装置１２と、第
１、第２及び第３の各実行装置１４，１６及び１８と、
レジスタファイル２０とを含む。命令発行装置１０は、
それぞれ第１、第２及び第３の実行装置１４，１６及び
１８に接続された３つの発行スロットＩＳ１，ＩＳ２及
びＩＳ３を有する。第１のバス２２は、３つの実行装置
１４，１６及び１８のすべてを、レジスタファイル２０
に接続する。第２のバス２４は、第１及び第２の装置１
４及び１６（しかしこの実施形態では第３の実行装置１
８は除く）を、この実施例では外部のランダムアクセス
メモリ（ＲＡＭ）装置であるメモリ２６に接続する。上
記メモリ２６は、それに代わって、プロセッサ１の内部
のＲＡＭであることができる。

【００４１】ところで、図１は、複数の実行装置をレジ
スタファイル２０及びメモリ２６に接続する、共有され
たバス２２及び２４を図示しているが、それに代わっ
て、各実行装置がレジスタファイル及びメモリへのそれ
ら自身の独立した接続を有してもよいことが理解されよ
う。

【００４２】プロセッサ１は、一連の処理サイクルを実
行する。各処理サイクルにおいて、命令発行装置１０
は、発行スロットＩＳ１乃至ＩＳ３のそれぞれにおいて
１つの命令を発行することができる。上記複数の命令
は、スケジュール記憶装置１２に記憶された（以下に説
明される）ソフトウェアパイプラインのスケジュールに
従って発行される。

【００４３】命令発行装置１０によって異なる複数の発
行スロットにおいて発行された複数の命令は、対応する
実行装置１４，１６及び１８によって実行される。この
実施形態において、実行装置のそれぞれは、同時に１つ
よりも多くの命令を実行できるので、新しい命令を実行
することは、関係した実行装置に発行された以前の命令
の実行の完了前に開始することができる。

【００４４】複数の命令を実行するために、各実行装置
１４，１６及び１８は、第１のバス２２を介して各レジ
スタファイル２０へのアクセスを有する。ゆえに、レジ
スタファイル２０に含まれた複数のレジスタに保持され
る複数の値は、実行装置１４，１６及び１８によって読
み出されかつ書き込まれることが可能である。またさら
に、第１及び第２の実行装置１４及び１６は、外部メモ
リ２６の複数のメモリロケーションに記憶される複数の
値に係る読み出し及び書き込みをイネーブルにするよう
に、第２のバス２４を介して外部メモリ２６へのアクセ
スを有する。第３の実行装置１８は、外部メモリ２６へ
のアクセスを持たず、そのため、この実施形態では、レ
ジスタファイル２０に含まれた値を操作することだけが
可能である。

【００４５】図１のプロセッサは、明確に区別される複
数のループの反復からの複数の命令をオーバーラップさ
せてループの合計実行時間を短縮させようという技術で
あるソフトウェアパイプライン処理を実行する能力があ
る。各反復は、各パイプラインステージにゼロの命令又
はそれ以上の命令が存在する複数のパイプラインステー
ジに仕切られる。

【００４６】下記の例は、各パイプラインステージが１
サイクルの長さである、ループの単一のパイプライン処
理される反復の概念図である。

【００４７】

【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― stage 1: ld4 r4=[r5] stage 2: --//empty stage stage 3: add r7=r4,r9 stage 4: st4 [r6]=r7 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【００４８】ここで、ステージ１における命令は、論理
的レジスタ５番によって指示されたメモリアドレスに含
まれる４バイトの値を論理的レジスタ４番にロードする
ロード命令である。

【００４９】パイプラインステージ２には、命令が存在
しない（空きステージ）。パイプラインステージ３にお
ける命令は、論理的レジスタ４番及び９番の内容を互い
に加算して結果を論理的レジスタ７番に記憶する加算命
令である。ステージ４における命令は、論理的レジスタ
７番の内容を論理的レジスタ６番によって指示されたメ
モリロケーションに記憶する記憶命令である。

【００５０】ループのソフトウェアでパイプライン処理
される実行の間は、予め決められた数のサイクルの後に
新しい反復が開始される。連続する反復の開始の間のサ
イクル数は、開始間隔（ＩＩ）と呼ばれる。モジュロス
ケジューリングは、反復間隔のＩＩが定数であり、かつ
ループのすべての反復が同一のスケジュールを有する、
特別な形式のソフトウェアパイプライン処理である。本
実施例では、ＩＩは１個のサイクルであることが仮定さ
れている。

【００５１】また本実施例では、ループは合計５回の反
復を必要とすることも仮定される。これら５回の反復
は、図２に概念的に示されている。パイプラインの反復
の各ステージは、ＩＩサイクルの長さであることが分か
る。また、反復１における最初のｌｄ４命令の発行から
反復５における最後のｓｔ４命令の発行まで、Ｘ乃至Ｘ
＋７の８個のサイクルが必要とされることが分かる。こ
れらの８個のサイクルでは、合計１５個の命令が発行さ
れる。

【００５２】ソフトウェアでパイプライン処理されるル
ープは、プロローグフェーズ、カーネルフェーズ及びエ
ピローグフェーズの３つのフェーズを有している。図３
には、本実施例におけるこれらのフェーズのそれぞれの
開始が示されている。

【００５３】プロローグフェーズの間は、新しいループ
の反復がＩＩサイクル毎に開始されてパイプラインが充
填される。プロローグフェーズの第１のサイクルの間
は、反復１のステージ１が実行される。第２のサイクル
の間は、反復２のステージ１と反復１のステージ２とが
実行され、以後同様に続く。

【００５４】カーネルフェーズの開始（反復ｐの開始、
ここで、ｐはパイプラインステージの数である。）まで
に、パイプラインは満杯（full）となる。反復４のステ
ージ１、反復３のステージ２、反復２のステージ３及び
反復１のステージ４が実行される。

【００５５】カーネルフェーズの間は、ＩＩサイクル毎
に新しいループの反復が開始され、かつ他の反復が完了
される。

【００５６】最終的に、エピローグフェーズの開始にお
いては、開始すべき新しいループの反復は存在せず、す
でに進行中である反復は継続して完了し、パイプライン
から抜け出す。本実施例では、開始すべき新しいループ
の反復が存在せず、反復３が終了に至るので、Ｘ＋５の
サイクルにおいてエピローグフェーズが開始する。この
ように、本実施例では、反復３乃至５はエピローグフェ
ーズの間に完了される。

【００５７】本実施例では、反復２におけるロード命令
は、反復１におけるロード命令の結果が（反復１におけ
る加算命令によって）消費される前に発行される。従っ
て、ループの連続する反復に属する複数のロードは、既
存の生きている（有効な）値に上書きすることを防止す
るように、異なるレジスタを目標とする必要がある。

【００５８】モジュロスケジューリングは、複数のルー
プの反復が逐次的でなく並行して実行されるように調整
することをコンパイラに許す。しかしながら、複数の反
復の重複する実行は、通常、ループのアンロール（展
開）と、複数のレジスタに係るソフトウェア名前変更と
を必要とする。これは、コードの複製を生成し、生きて
いる（有効な）入力値及び出力値を処理するための複雑
な方法を必要とする。アンロールの必要を取り除くため
には、すべての反復にそれ自体のレジスタのセットが提
供されるように、ループの反復の間に値を記憶するため
に用いられる複数のレジスタの名前を、反復が進行する
ときに変更されるように調整することができる。このレ
ジスタの名前変更の一実施例はレジスタ回転と呼ばれて
いる。この技術では、論理的レジスタ番号と物理的レジ
スタアドレスとの間のマッピングが、回転する方法で変
化される。マッピングの回転をトリガーするイベント
は、ソフトウェアパイプラインの境界の交差、すなわち
１つのパイプラインステージから次のパイプラインステ
ージへの交差であるか、又は値発生命令の発行であるこ
とが可能である。これらの事項については、本願出願人
の同時係属中の日本国特許出願公開の特開２００１−２
８２５３２号公報に詳述され、その内容の全体は参照に
よってここに含まれる。レジスタの名前変更の使用を通
して、ソフトウェアパイプライン処理は、格段に低減さ
れたオーバーヘッドで、よりずっと多様なループに、小
さいループと大きいループの両方に適用されることが可
能である。

【００５９】実行時にレジスタの名前変更をトリガーす
るイベントはコンパイラによって前もって知られている
ので、コンパイラは、ループの複数の反復で用いられる
複数の値を保持するために用いられる複数のレジスタへ
のアクセスを必要とする複数の命令において適当な論理
的レジスタ番号を指定することができる。例えば、ソフ
トウェアパイプラインの境界が交差される毎にレジスタ
名前変更方法が複数のレジスタの名前を変更させる場合
には、ループスケジュールのステージｎにおける命令に
よってレジスタａに配置された値は、ステージｎ＋１に
おける命令によってレジスタａ＋１からアクセス可能で
あることが知られている（これは、論理的レジスタ番号
が、より低い番号を付けられたレジスタからより高い番
号を付けられたレジスタに回転することを仮定してい
る）。

【００６０】実際には、コンパイラのタスクは、ループ
の異なる反復に属する複数の命令の間の依存関係と、ル
ープ内部の命令とループ外の命令との間の依存関係とに
よって複雑にされる。ループより前に定義され、ループ
の本体内部で使用される値は“ライブイン値（live-in
value）”と呼ばれる。ループ本体の内部で定義されか
つループより後に使用される値は、“ライブアウト値
（live-out value）”と呼ばれる。同様に、“回帰値”
又は“回帰定義値”は、ループの１つの反復において定
義されかつループの後続する反復において使用される値
である。通常、このような回帰値はまた、ループの開始
に先立って第１の反復のための値を割り当てられること
を必要とするので、ループ本体に対するライブイン値で
ある。“再定義値”は、ループに先行して前もって定義
された値の再定義である。

【００６１】これらの複雑さにも関わらず、コンパイラ
が、ライブイン値、ライブアウト値、回帰値又は再定義
値の各インスタンスをとり、ループの入力として使用さ
れるべきレジスタと、ループの各ステージで使用される
複数のレジスタと、ループから値が現れるレジスタとを
評価することは可能であるものと期待されている。

【００６２】しかしながら、実際には、反復計数値がゼ
ロであるような特殊な場合において、ループは通常は完
全にバイパスされ、かつレジスタは回転しないことが発
見されている。これは、ライブアウト値になるいずれの
ライブイン値も、この特殊な場合においては、反復計数
値がゼロでない通常の場合においてループからライブア
ウト値が現れるレジスタとは異なるレジスタ内に存在す
るらしいことを意味する。

【００６３】ソフトウェアパイプラインループのループ
本体がまったく実行されないこの特殊な場合は、例え
ば、ループ命令が反復するループをセットアップする一
方、ループ制御変数が開始値から終了値へとインクリメ
ントして変化されるが、終了値自体は、実行中にループ
命令が遭遇される時点において開始値よりも小さい変数
であるときに発生する可能性がある。次に、図４及び５
を参照して、この特殊な場合が、ループ本体が１回又は
それ以上の回数だけ実行される場合に後続するものとは
整合しないレジスタロケーションを結果的にもたらす方
法について説明する。

【００６４】複数の値発生命令の発行が名前変更を発生
させる例について考察する。ソフトウェアでパイプライ
ン処理されるループスケジュールは、ｖ個の値発生命令
と、ｐ個のソフトウェアパイプラインステージとを有し
ている。ループがｎ回反復すれば、レジスタファイル
は、当該ループの実行中にｖ（ｎ＋ｐ−１）回だけ回転
される。コンパイラはこの情報を使用して、ループの内
側で発生された後にループの外側で引き続き使用される
複数の値のレジスタファイルにおけるロケーションを予
測する。通常、それは、ループの最後の反復によって発
生され、引き続きループの外側で必要とされる値であ
る。最後の反復によって発生されるこのような各値は、
実際に、ループ反復計数値ｎとは独立なロケーションで
あり、かつ、ループ反復計数値ｎが０より大きいならば
ループから出ても不変であるロケーションを有してい
る。ループの最後の反復は、ループスケジュールがｐ回
発行されることを必要とする。ゆえに、最後の反復の開
始とループの最後の終了（exit）との間には、ループの
ｐｖ回の回転が存在する。任意の値がループへのエント
リで生きていて（有効であって）かつループからの出口
で生きていれば（有効であれば）、少なくともｐｖ個の
回転レジスタが存在しなければならない。

【００６５】図４には、ループの一実施例が示されてい
る。この実施例では、スカラー変数ｓは、ループへのエ
ントリに先行して初期化され（ライン１）、ループ本体
内で１回の回帰を有し（ライン４）、またループが完了
した後にも使用される（ライン７）。ゆえに、その存続
時間はループ全体に広がっている。

【００６６】前述したように、コンパイラは、各反復に
おいて、ライン４のコードが、先行する反復で発生され
たｓの値を論理的レジスタＳ_Ｒ番から読み出し、かつ現
在の反復で発生される新しい値ｓを論理的レジスタＳ_Ｗ
番に書き込むように調整する。これらのレジスタ番号
は、レジスタファイルをｖ回だけ回転させた後に、先行
する反復においてレジスタＳ_Ｗに書き込まれた値が、い
までは、現在の反復におけるレジスタＳ_Ｒで利用可能と
なっているように選択される。

【００６７】図４のライン１で定義されているｓの初期
値は、適当なレジスタＳ_１に書き込まれる必要があり、
かつ、Ｓ_１は、最初の反復がライン４でＳ_Ｒから読み出
すときに、ライン１でＳ_１に書き込まれた値はこのとき
レジスタＳ_Ｒにおいてアクセス可能であるべくすでに回
転されているように選択される必要がある。最初の反復
におけるライン１とライン４の間の正確な回転数は、ラ
イン４が発生するソフトウェアパイプラインステージ
と、ループスケジュール内部でｓを使用する命令の位置
とに依存する。Ｓ_１における値をＳ_Ｒに移動させるため
に必要な回転数をｑとする。

【００６８】論理的レジスタＳ_Ｗ番へのｓの最後の書き
込みは、ループの最後の反復のライン４において発生す
る。この最後に書き込まれた値は、ライン７においてル
ープから出た後に論理的レジスタＳ_Ｅ番から読み出され
る。Ｓ_Ｗにおける値をＳ_Ｅに移動させるために必要な回
転数をｔとする。

【００６９】これらのレジスタＳ_１，Ｓ_Ｗ，Ｓ_Ｒ及びＳ
_Ｅ間の関係は、図５に概略的に示されている。図５にお
いて、円周はレジスタファイルの回転する領域（すなわ
ち、名前を変更可能なレジスタの数−後の図６を参照）
を表している。回転する領域のサイズ（すなわち、図５
の円周の長さ）は、ｐｖ個のレジスタであることが仮定
されていて、これは、ライブアウト値でもあるライブイ
ン値が少なくとも１つは存在するときに必要とされるレ
ジスタの数である。回転する領域における個別のレジス
タは、円周の周囲に等しい間隔を互いに有して分離され
ている。

【００７０】（ライン４における）ｓの読み出しは、ソ
フトウェアパイプラインステージｋで発生することが仮
定されている。ここで、０≦ｋ≦ｐ−１である。また、
（ライン４における）ｓの読み出しはスケジュールの時
間中にｗ回の回転が起こったときに発生することも仮定
されている。ここで、０≦ｗ≦ｖ−１である。ゆえに次
式が成り立つ。

【００７１】

【数１】ｑ＝ｋｖ＋ｗ

【数２】ｔ＝ｖ（ｐ−ｋ−１）＋ｖ−ｗ

【００７２】このことから、ライン１におけるｓの初め
の定義から、ｓを用いる終了後の（post-exit）値要求
命令がそれを発見することを期待できる位置までの回転
数は、ｑ＋ｔ−ｖで与えられ、これは単にｖ（ｐ−１）
である。

【００７３】従って、ループが実行される前にｓが書き
込まれる初めの論理的レジスタＳ_１を与えられたとすれ
ば、コンパイラは、ループが完了した後で、ｓの最後に
書き込まれた値が論理的レジスタＳ_１＋ｖ（ｐ−１）番
において発見されるということを認識している。しかし
ながら、このことは、図４のライン２におけるループ制
御変数Ｎが実行時に０又は負であると発見されるときに
発生しうる、ループ本体がまったく実行されない特殊な
場合には適用されない。この特殊な場合では、ライン７
で必要とされるｓの値は、他のすべての場合におけるよ
うにレジスタＳ _１＋ｖ（ｐ−１）で発見されるよりは、
むしろ単にＳ_１において発見される。実行時にＮがゼロ
又は負になりうる可能性に対処するために、コンパイラ
がコンパイルされるコードに複数の特別な命令を補足す
る必要があるので、この不整合は不便である。コンパイ
ラがこの種の特別な対策をとらなければならないことは
除去することが望ましい。

【００７４】従って、本実施例（値発生命令が発行され
る毎にレジスタ名前変更方法が名前の変更に関与する）
では、本発明に係るプロセッサは、実行時にループ反復
計数値がゼロであることが発見され、ゆえにループ本体
がまったく実行されないとすると、プロセッサがループ
の終了部を通過して処理を継続する前に、レジスタファ
イルがｖ（ｐ−１）回だけ回転されるように調整されて
いる。このことは、ループから出た後の最初の命令の発
行の前に、ｖ（ｐ−１）個のシーケンス番号をスキップ
するという効果を有している。このことは、ループスケ
ジュールの命令を、実際には命令を実行することなくｐ
−１回発行することにより、首尾良く達成されることが
可能である。各値発生命令を発行する動作はレジスタフ
ァイルを回転させるので、ループスケジュールの各完全
な発行（complete issue）はレジスタファイルをｖ回だ
け回転する。この方法で、ループ反復計数値がゼロにな
るとき、ｓの初期値は所望通りに論理的レジスタＳ_１＋
ｖ（ｐ−１）において利用可能にされる。

【００７５】以後詳述される通り、ｐ−１回の命令の発
行は、ソフトウェアでパイプライン処理されるループの
シャットダウンモードに対して実質的にまっすぐ進ませ
ることと、付加的な（大域的な）述語を偽に設定してい
ずれの命令も実行されないようにすることとによって達
成されることが可能である。

【００７６】また本発明は、他のレジスタ名前変更方法
が用いられるとき、例えばソフトウェアパイプラインの
境界が交差される毎に、プロセッサが名前を変更可能な
複数のレジスタの名前を変更する技術の方法が用いられ
るときにも適用可能である。この場合、プロセッサは、
ゼロの反復計数値のイベントにおいてレジスタをｐ−１
個のレジスタだけ回転するように調整されてもよい。

【００７７】またこの場合には、プロセッサはゼロの反
復計数値のイベントにおいて１つ又はそれ以上の名前を
変更可能なレジスタをスキップするが、スキップされる
レジスタの数は、値発生命令の数とは独立であり、か
つ、ソフトウェアパイプラインステージの数に依存す
る。好ましくは、スキップされるレジスタの数はｐ−１
個である。

【００７８】ところで、複数のシーケンスオフセット
が、複数の値発生命令に基づいて、レジスタ名前変更方
法で正しく計算されるためには、叙述された実行（下記
参照）に起因してオフされる複数の命令が、なお複数の
値の番号付けを進行させる必要があることは理解される
であろう。しかしながら、このことが、ループ内の中間
の値を記憶するために必要とされるレジスタの数を増大
させることは決してない。

【００７９】上述の技術は、複数の回帰値（先行する任
意の反復においてそれ自体の関数として計算される任意
のループ変数値）がループの外側において正しい順序で
初期化されるならば、ソフトウェアパイプライン処理と
関連して正しく動作する。

【００８０】次に、本発明の好ましい実施形態について
より詳細に説明する。

【００８１】図６は、図１のプロセッサにおけるレジス
タファイル２０と関連した回路とをより詳細に示してい
る。

【００８２】図６では、レジスタファイル２０は合計Ｎ
個のレジスタを有し、そのうちのより小さな番号を付け
られたＫ個のレジスタは静的にアドレス指定された領域
２０Ｓを構成し、より大きな番号を付けられたＮ−Ｋ個
のレジスタは動的にアドレス指定された（名前を変更可
能な、又は回転する）領域２０Ｒを構成している。静的
にアドレス指定された領域２０Ｓの複数のレジスタは複
数のループ不変値を記憶するために使用される一方、名
前を変更可能な領域２０Ｒの複数のレジスタは複数のル
ープ変数値を記憶するために使用される。２つの領域の
境界は、プログラム可能であってもよい。

【００８３】図１に示されたように、命令発行装置１０
は、レジスタファイル回路に対してＲＥＮＡＭＥ（名前
変更又はリネーム）信号を供給する。

【００８４】使用中のレジスタ名前変更方法が、値発生
命令が発行される毎に名前の変更を行うものであれば、
値発生命令が発行される時を検出する値発生命令検出装
置３０が提供されている。値発生命令検出装置３０は、
便宜的には図１の命令発行装置１０内に包含されてい
る。このような命令の発行を検出すると、値発生命令検
出装置３０はＲＥＮＡＭＥ信号を発生する。

【００８５】使用中のレジスタ名前変更方法が、新しい
反復の実行が開始される毎に、すなわちＩＩプロセッサ
サイクル毎に名前の変更を行うものであれば、命令発行
装置１０はＩＩプロセッササイクル毎にＲＥＮＡＭＥ信
号を発生する。

【００８６】ＲＥＮＡＭＥ信号は、レジスタ名前変更装
置３２に印加される。レジスタ名前変更装置３２は、マ
ッピングオフセット値ＯＦＦＳＥＴを記憶するマッピン
グオフセット記憶装置３４に接続されている。ＲＥＮＡ
ＭＥ信号に応答して、レジスタ名前変更装置３２は、マ
ッピングオフセット記憶装置３４に記憶されたマッピン
グオフセット値ＯＦＦＳＥＴを１だけデクリメントす
る。

【００８７】マッピングオフセット記憶装置３４に記憶
されたマッピングオフセット値ＯＦＦＳＥＴは、マッピ
ング装置３６に印加される。マッピング装置３６はま
た、論理的レジスタ識別子（Ｒ）を受信し、かつ物理的
レジスタアドレス（Ｐ）を出力する。論理的レジスタ識
別子（数）は、０からＮ−１までの範囲の整数である。
マッピング装置３６は、論理的レジスタ識別子から物理
的レジスタアドレスに対する全単射のマッピングを実現
する。各物理的レジスタアドレスもまた０乃至Ｎ−１の
範囲の整数であり、実際のハードウェアレジスタのうち
の１つを直接に識別する。

【００８８】ある命令が論理的レジスタＲ番をそのオペ
ランドのうちの１つとして指定し、かつ、Ｒが、その両
端を含むものとして０乃至Ｋ−１の範囲に存在するなら
ば物理的レジスタ番号は、そのオペランドの論理的レジ
スタ番号と同一である。しかしながら、ＲがＫ乃至Ｎ−
１の範囲内に存在するならば、そのオペランドの物理的
レジスタアドレスは、次式のようなＰによって与えられ
る。

【００８９】

【数３】Ｐ＝Ｋ＋│Ｒ−Ｋ＋ＯＦＦＳＥＴ│_Ｎ−Ｋ

【００９０】この表記では、│ｙ│_ｘはｘを法としたｙ
であることを意味している。

【００９１】従って、マッピングオフセット値ＯＦＦＳ
ＥＴを変化させることは、複数の命令において指定され
た複数の論理的レジスタ識別子と、レジスタファイル２
０の部分２０Ｒにおける複数の実際の物理的レジスタと
の間のマッピングを変化させる効果を有する。このこと
は、結果として、複数のレジスタの名前を変更する。

【００９２】図１のプロセッサは、２つの異なるモー
ド、すなわちスカラーモードとＶＬＩＷモードで動作可
能である。スカラーモードでは、プロセッササイクル毎
に単一の命令が発行されて、実行装置１４、１６及び１
８のうちのただ１つによって実行される。このただ１つ
の実行装置（例えば装置１４）は、“マスター”実行装
置と呼ばれてもよい。ＶＬＩＷモードでは、プロセッサ
サイクル毎に単一のＶＬＩＷ命令パケットが発行され、
この命令パケットは、命令発行装置１０によって同じサ
イクルにおいて発行されるべき複数の命令を含んでい
る。これらの命令は、異なる発行スロット（図１のＩＳ
１乃至ＩＳ３）から並行して発行され、並行して動作す
る２つ又はそれ以上の実行装置によって実行される。

【００９３】図７は、スカラーモード及びＶＬＩＷモー
ド間の可能な遷移とともに、異なるタイプのＶＬＩＷコ
ードセクションを概略的に示している。図５が示すよう
に、スカラーモードからＶＬＩＷモードへの遷移は、Ｖ
ＬＩＷへの分岐（ｂｖ）命令に係るマスター実行装置に
よる実行によって生じさせられる。ＶＬＩＷモードから
スカラーモードへの遷移は、ＶＬＩＷからの復帰（ｒ
ｖ）命令に係る任意の１つの実行装置による実行によっ
て生じさせられる。

【００９４】ＶＬＩＷスケジュール内のコードは、論理
的には、２つの異なるタイプのコードセクション、すな
わちリニアセクションとループセクションとから構成さ
れている。各セクションは、１つ又はそれ以上のＶＬＩ
Ｗパケットを備えている。各ＶＬＩＷスケジュールへエ
ントリすると、プロセッサはリニアセクションの実行を
開始する。このことは、ループ命令を実行することによ
って、後続のループセクションを開始することができ
る。

【００９５】図８は、本発明の好ましい実施形態におけ
るループ命令のフォーマットを示している。図８が示す
ように、ループ命令４０は、反復計数値フィールド４０
Ａと、エピローグ反復計数値フィールド４０Ｂと、サイ
ズフィールド４０Ｃとを含む様々なフィールドを有して
いる。サイズフィールド４０Ｃにおいて指定される１１
ビット値のｓｉｚｅ（サイズ）は、ループセクションの
長さを定義している。反復計数値フィールド４０Ａによ
って指定される５ビットのオペランドＡｄは、反復計数
値（ＩＣ）を含むアドレスレジスタを識別している。Ｉ
Ｃは、ループ中の反復回数である。

【００９６】フィールド４０Ｂによって指定される５ビ
ット値のｅｉｃは、エピローグ反復計数値（ＥＩＣ）で
ある。ＥＩＣは、ループのエピローグフェーズにおける
反復回数、すなわちエピローグフェーズの間に完了され
る反復回数である。図２及び図３を参照して上述された
実施例では、ＩＣ＝５及びＥＩＣ＝３である。図６から
は、ループ命令４０が、ＩＣ及びＥＩＣをそれぞれ指定
するための別々のフィールド４０Ａ及び４０Ｂを有する
ので、これらのパラメータは互いに独立に設定されうる
ことが理解されよう。典型的には、ＥＩＣ＝ｐ−１であ
り、ここで、ｐはパイプラインステージの数である。後
により詳細に説明される通り、ループ命令のフィールド
４０Ａ乃至４０Ｃに保持される値は、ループのスタート
アップの間に、プロセッサの様々なループ制御レジスタ
を初期化するために使用される。

【００９７】ループ命令は、次のように書くことができ
る。

【００９８】

【数４】ｌｏｏｐ Ｐ， Ａｄ， ｓｉｚｅ， ｅｉｃ

【００９９】ループセクションは自動的に反復し、ルー
プの反復回数がループ命令によって指定されたＩＣに到
達するときに終了する。終了（exit）命令を実行するこ
とによって、ＩＣが到達される前にループセクションか
らの早い終了を強制することも可能である。ループセク
ションが終了するとき、常に、後続のリニアセクション
に進む。このことは、別のループセクションを開始する
ことか、又はｒｖ命令の実行によってＶＬＩＷスケジュ
ールを終了することができる。ＶＬＩＷスケジュールが
終了すると、プロセッサはスカラーモードに戻るように
切り換えられる。ところで、図７に示されるように、プ
ロセッサはリセットされると初めにスカラーモードに入
る。

【０１００】プロセッサ１は、ループのスタートアップ
及び実行を制御するための様々な制御レジスタを有して
いる。これらのレジスタのうちで、反復計数値レジスタ
（ＩＣレジスタ）５０及びループコンテキストレジスタ
５２が図９に示されている。これらのループ制御レジス
タ及び他のループ制御レジスタに関するさらなる情報
は、本願出願人の同時係属中の英国特許出願公開第２３
６２７３３号公報（日本国特許出願の特願２００１−１
５６６２４号に対応する。）に開示され、その内容の全
体は参照によってここに含まれる。

【０１０１】ループのスタートアップの間に、ループ命
令のフィールド４０ＡのアドレスレジスタオペランドＡ
ｄによって定義された反復計数値ＩＣは、ＩＣレジスタ
５０にコピーされる。ＩＣ値は、終了（exit）命令がル
ープのカーネルフェーズを早まって終了することはない
という条件で、ループのエピローグフェーズより前に開
始される最大の反復回数を示す。

【０１０２】ループコンテキストレジスタ５２は、回転
制御フィールド５２Ａと、ループ計数値フィールド５２
Ｂと、ＥＩＣフィールド５２Ｃと、ループサイズフィー
ルド５２Ｄとを有している。フィールド５２Ｃ及び５２
Ｄにおける値ＥＩＣ及びＬＳｉｚｅは、ループのスター
トアップの間に、ループ命令のフィールド４０Ｂ及び４
０Ｃによって指定された値ｅｉｃ及びｓｉｚｅを用いて
初期化される。ループ計数値フィールドは、現在のルー
プの反復の終了部に達する前に、さらに実行されるべき
ＶＬＩＷパケットの数を定義する値ＬＣｎｔを指定す
る。これは、ＬＳｉｚｅと同じ値に初期化され、ループ
内でパケットが発行される毎にデクリメントされる。こ
れは、各新しい反復が開始されるときにＬＳｉｚｅから
再ロードされる。

【０１０３】エピローグフェーズの間、フィールド５２
ＣにおけるＥＩＣ値は、新しいエピローグ反復が開始さ
れる毎にデクリメントされる。

【０１０４】回転制御フィールド５２Ａは、レジスタの
回転が現在の反復に対してイネーブル又はディスエーブ
ルのいずれにされるべきかを示すために、ループ制御回
路により自動的に設定される単一のビットＲを保持して
いる。このビットは、コンテキストの切り換えの境界に
わたるレジスタ回転状態を記録するためだけに用いられ
る、すなわちプロセッサの状態の保存及び復元を目的と
している。

【０１０５】レジスタ５０及び５２と他のループ制御レ
ジスタがループ命令の実行によっていったん初期化され
ると、プロセッサはＶＬＩＷループモードに入る。この
モードにおいて、それはループセクションコードを繰り
返し実行し、各新しい反復の開始に先行して、ループの
継続条件が引き続いて真を保持していることをチェック
する。

【０１０６】ループの実行中に、命令の実行を制御する
ために複数の述語レジスタが用いられる。次に、図１０
（ａ）乃至１０（ｃ）、図１１及び図１２を参照して、
この制御が実行される方法について説明する。

【０１０７】図１０（ａ）は、スケジューリングに先行
するループを示している。図１０（ｂ）は、５個のパイ
プラインステージ（ステージ１乃至５）にスケジューリ
ングした後のループを示している。図１０（ｃ）は、図
１０（ｂ）のパイプライン処理されるループスケジュー
ルの７つの重複する反復の空間−時間グラフを示してい
る。図１０（ｃ）はまた、実行のプロローグフェーズ、
カーネルフェーズ及びエピローグフェーズを示してい
る。

【０１０８】ループのプロローグフェーズの間には、各
パイプラインステージにおける複数の命令は、体系的な
方法でイネーブルにされる必要がある。同様に、エピロ
ーグフェーズの間には、各パイプラインステージにおけ
る複数の命令は、体系的にディスエーブルにされる必要
がある。このイネーブルにすることとディスエーブルに
することとは、述語（predication）を用いて効果的に
達成されることが可能である。

【０１０９】次に図１１を参照すると、重複された複数
の反復（それぞれ５個のステージより成る）は、図１０
に示されたものに対応している。また図１１には、５個
の述語レジスタＰ１乃至Ｐ５のセットが示されている。
これらの述語レジスタＰ１乃至Ｐ５は、パイプライン処
理されるループスケジュール内のパイプラインステージ
１乃至５にそれぞれ対応し、述語レジスタに記憶された
各状態は、ループの実行中に１つのステージから次のス
テージへと変化することができる。これらの述語レジス
タは、プロセッサ１の各実行装置１４、１６、１８に関
連付けられている。

【０１１０】ソフトウェアでパイプライン処理されるス
ケジュールにおける各命令は、述語レジスタＰ１乃至Ｐ
５のうちの１つに対する識別子である述語番号を用いて
タグ付けされている。図１１の実施例では、パイプライ
ンスケジュールのステージ１乃至５における（複数の）
命令はそれぞれ、述語レジスタ識別子Ｐ１乃至Ｐ５を用
いてタグ付けされる。

【０１１１】命令発行装置１０によって命令が発行され
るとき、最初に、（命令のタグによって識別された）そ
の命令に対応する述語レジスタの状態の真偽が決定され
る。対応する述語レジスタの状態が偽であれば、命令は
自動的にＮＯＰ命令に変換される。対応する述語レジス
タの状態が真であれば、命令は通常通りに実行される。

【０１１２】ゆえに、この方法の場合は、パイプライン
ステージｉにおけるすべての命令は、述語識別子Ｐｉを
用いてタグ付けされる。本方法が正しく動作するために
は、ループの実行中に、パイプラインステージｉがイネ
ーブルにされる必要があるときはいつでも、述語レジス
タＰｉの状態がｉの関連するすべての値に対して必ず真
であるように調整される必要がある。このことは、イネ
ーブルにするステージ及びディスエーブルにするステー
ジに対してループの実行を制御する機構を提供する。

【０１１３】図１１は、ループの実行中に各ソフトウェ
アパイプラインステージに対する述語レジスタの状態が
どのように変化するかを示している。ループの開始に先
行して、述語レジスタＰ１乃至Ｐ５のそれぞれは状態０
（偽の状態）でロードされる。第１の反復の開始に先行
して、状態１（真の状態）が第１の述語レジスタＰ１に
ロードされ、従って、各反復の第１のステージ内に含ま
れるすべての命令をイネーブルにする。他のすべての述
語レジスタＰ２乃至Ｐ５は状態０を維持するので、第２
乃至第５のパイプラインステージ内に含まれる命令はい
ずれも、最初のＩＩサイクルの間は実行されない。

【０１１４】第２の反復の開始に先行して、第２の述語
レジスタＰ２にも状態１がロードされ、従って、ループ
スケジュールの第２のステージ内に含まれるすべての命
令をイネーブルにする。述語レジスタＰ１は引き続き状
態１を有しているので、第１のステージ内に含まれる複
数の命令もまた、第２のＩＩサイクルの間に実行され
る。第３乃至第５のパイプラインステージ内に含まれる
命令はいずれもまだ要求されていないので、述語レジス
タＰ３乃至Ｐ５は引き続き状態０にある。

【０１１５】プロローグフェーズの間、連続する各述語
レジスタは順に状態１に変化され、５個の述語レジスタ
がすべて状態１を保持しかつすべてのステージがイネー
ブルにされるまで、各パイプラインステージを体系的な
方法でイネーブルにする。このことは、すべてのパイプ
ラインステージからの命令が異なる反復において実行さ
れているカーネルフェーズの開始にマークを付ける。す
べての述語レジスタは、カーネルフェーズ全体を通じて
状態１を有する。

【０１１６】エピローグステージの間、複数のパイプラ
インステージは、ステージ１で開始してステージ５で終
了するような体系的な方法で、ディスエーブルにされる
必要がある。ゆえに、各パイプラインステージの境界に
先行して、状態０は、述語レジスタＰ１乃至Ｐ５のそれ
ぞれに対してＰ１で開始して順番に引き続いてロードさ
れる。ゆえに、複数のパイプラインステージは体系的な
方法でディスエーブルにされ、従って、ループの正しい
シャットダウンを保証する。

【０１１７】図１１が示す述語レジスタからは、動的パ
ターンを明らかに見ることができる。本願出願人の同時
係属中の英国特許出願公開第２３６３４８０号公報で
は、それの図１２に示された述語ファイル回路によって
このパターンが利用されている。英国特許出願公開第２
３６３４８０号（日本国特許出願の特願２００１−１７
２４４７号に対応する。）公報の内容の全体は、参照に
よってここに含まれる。

【０１１８】図１２では、述語レジスタファイル１３５
は、ｎ個の述語レジスタＰ０乃至Ｐｎ−１を有してい
る。述語レジスタＰ０及びＰ１はそれぞれ、０及び１に
永続的にプリセットされている。述語レジスタＰ３乃至
Ｐｎ−１は、ループ制御を目的とした述語レジスタとし
て用いることに利用可能である。レジスタＰ２は、以下
に説明される理由によって予約されている。ｎビットの
レジスタ１３１（以下、“ループマスク”レジスタと呼
ぶ。）は、実際にはループ制御の目的の述語レジスタと
して使用されるｎ−３個の述語レジスタＰ３乃至Ｐｎ−
１のサブセット１３６を識別するために使用される。ル
ープマスクレジスタ１３１は、述語レジスタファイル１
３５におけるｎ個の述語レジスタにそれぞれ対応するｎ
ビットを保持している。

【０１１９】述語レジスタＰｉがサブセット１３６内に
包含されるものとすれば、ループマスクレジスタ１３１
における対応するビットｉは値“１”に設定される。逆
に、述語レジスタＰｉがサブセット１３６内に包含され
ないものとすれば、ループマスクレジスタ１３１におけ
る対応するビットｉは値“０”に設定される。典型的に
は、ループマスクレジスタ１３１は、ビット３から先の
任意の位置で開始し、かつ最大の長さがｎ−３である、
単一の連続する１のシーケンスを含む。

【０１２０】この実施例では、ループマスクレジスタ１
３１のビット１４乃至２５が１に設定され、他のすべて
のビットは０に設定されているので、この場合では、サ
ブセット１３６はレジスタＰ１４乃至Ｐ２５を備えてい
る。

【０１２１】述語レジスタ識別子は、ループセクション
における各命令に添付されて、述語レジスタファイル１
３５のサブセット１３６内の述語レジスタのうちの１つ
を直接に識別する。例えば、３２個の述語レジスタが存
在するときは、述語レジスタ識別子は、命令内に含まれ
た５ビットのフィールドの形式をとることができる。

【０１２２】ある特定のパイプラインステージ内のすべ
ての命令に対する識別子は、それらのすべてが、対応す
る述語レジスタの値に従ってイネーブル又はディスエー
ブルのいずれかにされるように、同じであってもよい。
しかしながら、特定のステージに関連付けられた（例え
ば、ｉｆ／ｔｈｅｎ／ｅｌｓｅ又は比較命令に関連付け
られた）１つより多くの述語レジスタが存在することも
ある。

【０１２３】各連続的なループの反復の開始に先行し
て、サブセット１３６の各述語レジスタの内容がそのす
ぐ右の述語レジスタの内容に設定される、シフト演算が
実行される。シフトするサブセットのすぐ右の述語レジ
スタ（図１２におけるＰ１３）は、シードレジスタ１３
７である。従って、各シフト演算においては、シフトす
るレジスタのサブセット１３６に係る最初の述語レジス
タ（Ｐ１４）の内容は、シードレジスタ（“シード”）
の内容に設定される。

【０１２４】例えば、図１１を参照すると、ループの実
行のプロローグフェーズ及びカーネルフェーズの間は、
シードレジスタ１３７は状態“１”にプリセットされて
いる一方、エピローグステージの間は、シードレジスタ
１３７は、ループのシャットダウンを実行するために状
態“０”にプリセットされている。シフトが発生すると
き、シードは最も右のレジスタ（Ｐ１４）にコピーされ
るが、シード自体は変更せずに残る。

【０１２５】ループのセットアップ処理の間は、ループ
マスクレジスタ１３１の内容が使用されて、述語レジス
タのシフトするサブセット１３６とシードレジスタ１３
７とを初期化する。後述されるように、これらの初期値
は、反復計数値に依存するとともに、ループマスクレジ
スタ１３１における実際のビットパターンに依存する。

【０１２６】次に、図１３（ａ）乃至１３（ｄ）を参照
すると、図１３（ａ）は再び、図１２の実施例における
ループマスクレジスタ１３１を示している。図１３
（ｂ）は、ループ命令によって指定された反復計数値が
ゼロである場合は、シードレジスタ１３７とシフトする
サブセット１３６内のすべての述語レジスタとがクリア
されることを示している。

【０１２７】図１３（ｃ）が示すように、ループ命令に
よって指定された反復計数値が１であれば、シードレジ
スタ１３７はクリアされ、かつ、シードレジスタ１３７
のすぐ左の述語レジスタを除いて、シフトするサブセッ
ト１３６内のすべての述語レジスタがクリアされる。シ
ードレジスタ１３７のすぐ左の述語レジスタは、１に設
定される。

【０１２８】図１３（ｄ）が示すように、ループ命令に
よって指定された反復計数値が１より大きいとき、シー
ドレジスタ１３７と、シフトするサブセット１３６にお
けるシードレジスタ１３７のすぐ左の述語レジスタとは
両方とも１に設定される。シフトするサブセット内の他
のすべての述語レジスタは、ゼロに設定される。

【０１２９】このように、１つ又はそれ以上の反復を有
する任意のループに対するループのセットアップ処理
は、述語レジスタファイル１３５のシフトするサブセッ
ト１３６に対して、値００．．．０１を割り当てる。

【０１３０】ループの実行中に、各反復の終わりにおい
てシフトするサブセット１３６は左へ１つの場所だけシ
フトされ、シードレジスタはシフトするサブセット１３
６の右手側の終端部にコピーされる。また、各反復の終
わりに、ＩＣレジスタ５０は１だけデクリメントされ
る。

【０１３１】ＩＣレジスタ５０がゼロに到達するとき、
シードレジスタ１３７はクリアされ、ループのエピロー
グフェーズが開始する。エピローグフェーズにおける反
復回数は、ループコンテキストレジスタ５２に含まれる
ＥＩＣによって決定され、このＥＩＣは、ループのセッ
トアップ処理の一部としてループ命令により設定されて
いる。

【０１３２】任意の時点で、ループ自体は、終了（exi
t）命令を実行することにより早いシャットダウンを開
始することができる。終了命令が実行され、かつその関
連付けられた述語レジスタが１に設定されると、プロセ
ッサは、現在の反復が完了した時点でＩＣレジスタ５０
をクリアしかつシードレジスタをクリアすることによ
り、ループのエピローグフェーズに入る。しかしなが
ら、終了命令がループのパイプラインステージｉに現れ
る場合は、すべての、取消できない、状態を変化する演
算が、ループスケジュールのパイプラインステージｉに
又はこれより先に現れなければならず、かつそれらがス
テージｉにあれば、それらは終了命令よりも前に発行さ
れなければならない。

【０１３３】プロセッサがエピローグフェーズにあると
きは、命令は通常通りに発行される。各反復の終わりに
おいて、述語レジスタのサブセット１３６はシフトさ
れ、ループコンテキストレジスタ５２内のＥＩＣ値はデ
クリメントされる。プロセッサは、それがループの反復
の終わりに到達し、かつＩＣレジスタ５０とループコン
テキストレジスタ５２内のＥＩＣ値とが両方ともゼロに
なるとき、ループモードから出る。

【０１３４】使用中のレジスタ名前変更方法が、パイプ
ラインの境界が交差される毎に名前の変更を行うもので
あれば、ループによって実行される名前変更演算の回数
（回転数）は、常にＩＣ＋ＥＩＣになる。使用中のレジ
スタ名前変更方法が、値発生命令が発行される毎に名前
を変更するものであれば、ループによって実行される名
前変更演算の回数（回転数）は、常に（ＩＣ＋ＥＩＣ）
ｖになる。ここで、ｖはループスケジュールにおける値
発生命令の数である。

【０１３５】本願出願人の同時係属中の英国特許出願公
開第２３６３４８０号公報には、ループの順序付け（se
quencing）の間に述語レジスタファイル１３５上で複数
の演算を実行するための論理回路の一実施例が記述され
ている。そのアプリケーションでは、初期化演算は以下
の擬似コードで表わされた。

【０１３６】

【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― For all i from 2 to n-1:（２乃至ｎ−１のすべてのｉについて：） ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【０１３７】本発明のある実施形態では、初期化演算
は、シードレジスタ１３７とサブセット１３６の最初の
レジスタとが、ＩＣに依存するとともに、ループマスク
レジスタ１３１の内容に依存して設定されるように、反
復計数値を考慮に入れて（例えばループ命令において指
定されるように）変形されている。変形された擬似コー
ドは、次のようになる。

【０１３８】

【表３】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― For all i from 3 to n-1:（３乃至ｎ−１のすべてのｉについて：） if L_i=1 and L_i-1=0 P_i=(IC≠0) P_i-1=(IC>1) else if L_i=1 and L_i-1=1 P_i=0 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――

【０１３９】英国特許出願公開第２３６３４８０号公報
に記述されているように、この初期化演算と、プロセッ
サの実行中に述語レジスタファイルに対して要求される
他の任意の演算とを実行するための回路は、標準的な論
理設計技術を用いて実装され、各述語レジスタに関連付
けられたオペレーティング装置の一部として使用するた
めの有限状態機械をもたらすことができる。Ｐ_ｉの次の
状態の計算に対する入力は、この場合、英国特許出願公
開第２３６３４８０号公報に記述された様々な選択信号
及びループマスクレジスタのビットに加えて、ＩＣを含
んでいる。

【０１４０】上述のように、本発明を具体化するプロセ
ッサは、ループ反復計数値が実行時においてゼロである
ことが発見され、ゆえにループ本体がまったく実行され
ない場合には、プロセッサがループの終了部を通過して
処理を継続する前に、レジスタファイルが所定の回数だ
け回転されるように調整されている。このことは、ルー
プから出た後の最初の命令の発行の前に、名前を変更可
能な予め決められた数のレジスタをスキップするという
効果を有している。これは、便利なことには、実際には
命令を実行することなくループスケジュールの命令をｐ
−１回発行することにより達成されることが可能であ
る。

【０１４１】ｐ−１回の命令の発行は、ソフトウェアで
パイプライン処理されるループのシャットダウンモード
に実際上まっすぐ進ませることと、付加的な（大域的
な）述語を偽に設定していずれの命令も実行されないよ
うにすることとによって達成されることが可能である。

【０１４２】上述のように、本発明の実施形態は、通常
の場合と例外（ゼロの反復）の場合の両方のレジスタの
割り当てが同じであり、コンパイラは追加のコードを供
給して例外の場合に対処する必要がないという優位点を
有している。このことは全体のコードサイズを減少させ
る。それはまた、例外の場合をチェックする必要を取り
除き、このことが導入したであろう処理のオーバーヘッ
ドを防止する。最後に、コンパイラ又はプログラマーに
よって生成されるコードが簡単化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係るプロセッサの構成要
素を示す図である。

【図２】 図１のプロセッサによる、複数の命令のソフ
トウェアでパイプライン処理される実行を説明する際に
用いる表である。

【図３】 ソフトウェアでパイプライン処理されるルー
プの実行の異なるフェーズを説明する際に用いる表であ
る。

【図４】 ループを含むハイレベル命令の一例を示す図
である。

【図５】 図４のループを実行する際に用いられるレジ
スタを表す概略図である。

【図６】 本発明の一実施形態に係る図１のプロセッサ
の構成要素を示す図である。

【図７】 図１のプロセッサにおけるソフトウェアでパ
イプライン処理されるループの実行を説明する際に用い
られる概略図である。

【図８】 好ましい実施形態におけるループ命令のフォ
ーマットの一例を示す図である。

【図９】 一実施形態におけるループ処理装置の構成要
素を示す図である。

【図１０】 ソフトウェアでパイプライン処理されるル
ープの一例を説明する際に用いられる概略図であって、
（ａ）はスケジューリングに先行するループを示し、
（ｂ）は５個のパイプラインステージにスケジューリン
グした後のループを示し、（ｃ）は（ｂ）のパイプライ
ン処理されるループスケジュールの７つの重複する反復
の空間−時間グラフと、実行のプロローグフェーズ、カ
ーネルフェーズ及びエピローグフェーズとを示す図であ
る。

【図１１】 本発明の好ましい実施形態におけるソフト
ウェアでパイプライン処理されるループの実行を制御す
るために複数の述語レジスタが使用される方法を説明す
る際に用いられる概略図である。

【図１２】 本発明の好ましい実施形態における述語レ
ジスタ回路の構成要素を示す図である。

【図１３】 異なる反復計数値に対して述語レジスタが
初期化される方法を説明する際に用いられる概略図であ
って、（ａ）は図１２のループマスクレジスタ１３１を
示し、（ｂ）は反復計数値ＩＣが０であるときの図１２
の述語レジスタファイル１３５を示し、（ｃ）は反復計
数値ＩＣが１であるときの述語レジスタファイル１３５
を示し、（ｄ）は反復計数値ＩＣが１より大きいときの
述語レジスタファイル１３５を示す図である。

【符号の説明】

１…プロセッサ、 １０…命令発行装置、 １２…スケジュール記憶装置、 １４，１６， １８…実行装置、 ２０…レジスタファイル、 ２０Ｒ…名前を変更可能な領域、 ２４Ｓ…静的にアドレス指定された領域、 ２２，２４…バス、 ２６…外部メモリ、 ３０…値発生命令検出装置、 ３２…レジスタ名前変更装置、 ３４…マッピングオフセット記憶装置、 ３６…マッピング装置、 ４０…ループ命令、 ４０Ａ…反復計数値フィールド、 ４０Ｂ…エピローグ反復計数値フィールド、 ４０Ｃ…サイズフィールド、 ５０…反復計数値レジスタ、 ５２…ループコンテキストレジスタ、 １３１…ループマスクレジスタ、 １３５…述語レジスタファイル、 １３６…述語レジスタのサブセット、 １３７…シードレジスタ、 ＩＳ１，ＩＳ２，ＩＳ３…命令発行スロット、 Ｐ０乃至Ｐｎ−１…述語レジスタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 レイモンド・マルコム・ライブズリー イギリス、アールジー42・５キューゼッ ト、バークシャー、ビンフィールド、ライ ハースト・レイン、コークリー・ミード Ｆターム(参考） 5B013 BB07 DD05 5B033 AA10 AA13 AA14 BE05 DD01 5B081 CC25

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソフトウェアでパイプライン処理される
   ループを実行するように動作可能なプロセッサであっ
   て、 実行される複数の命令によって発生されかつ消費される
   複数の値を記憶する複数のレジスタと、 上記ループの実行中に上記複数のレジスタの名前を変更
   するレジスタ名前変更手段と、 ソフトウェアでパイプライン処理されるループがゼロの
   反復を要求するイベントにおいて、上記複数のレジスタ
   の名前を予め決められた方法で変更させるように動作可
   能なループ処理手段とを備えたプロセッサ。
2. 【請求項２】 上記ループ処理手段は、ライブイン値が
   ライブアウト値になるように上記ループが１つ又はそれ
   以上の反復を要求するときにライブイン値が存在してい
   たレジスタと同じレジスタに、当該ライブイン値がゼロ
   の反復の場合に存在するように上記複数のレジスタの名
   前を変更させる請求項１記載のプロセッサ。
3. 【請求項３】 上記ループ処理手段は、上記ループがゼ
   ロの反復を要求するイベントにおいて上記ループのエピ
   ローグフェーズのみを実行させるように動作可能である
   請求項１又は２記載のプロセッサ。
4. 【請求項４】 上記エピローグフェーズは１つ又はそれ
   以上のエピローグ反復を備え、各エピローグ反復は、上
   記レジスタ名前変更手段によって１つ又はそれ以上のレ
   ジスタの名前変更演算を実行させるように動作する請求
   項３記載のプロセッサ。
5. 【請求項５】 上記レジスタ名前変更手段は、新しい反
   復が開始される毎に上記複数のレジスタの名前を変更す
   るように動作可能であり、上記エピローグフェーズにお
   いて実行される上記レジスタの名前変更演算の総数はソ
   フトウェアパイプラインステージの数より１だけ少ない
   請求項４記載のプロセッサ。
6. 【請求項６】 上記レジスタ名前変更手段は、値発生命
   令が発行される毎に上記複数のレジスタの名前を変更す
   るように動作可能であり、上記エピローグフェーズにお
   いて実行される上記レジスタの名前変更演算の総数は、
   反復毎に発行される値発生命令の数とソフトウェアパイ
   プラインステージの数より１だけ少ない数との積である
   請求項４記載のプロセッサ。
7. 【請求項７】 上記エピローグ反復の回数は、ソフトウ
   ェアパイプラインステージの数より１だけ少ない請求項
   ４乃至６のうちの任意の１つに記載のプロセッサ。
8. 【請求項８】 上記エピローグフェーズにおけるレジス
   タの名前変更演算の回数は、上記ループ自体の反復計数
   値とは独立に指定可能である請求項３乃至７のうちの任
   意の１つに記載のプロセッサ。
9. 【請求項９】 上記エピローグ反復の回数は、上記ルー
   プ自体の反復計数値とは独立に指定可能である請求項４
   乃至８のうちの任意の１つに記載のプロセッサ。
10. 【請求項１０】 上記エピローグ反復の回数は、上記プ
    ロセッサによって実行可能な命令において指定される請
    求項９記載のプロセッサ。
11. 【請求項１１】 上記エピローグ反復の回数は、ソフト
    ウェアでパイプライン処理されるループのスタートアッ
    プの間に実行されるループ命令において指定される請求
    項９記載のプロセッサ。
12. 【請求項１２】 上記ループの反復回数もまた、上記ル
    ープ命令において独立に指定される請求項１１記載のプ
    ロセッサ。
13. 【請求項１３】 上記ループ命令は、上記エピローグ反
    復の回数が指定されるフィールドを有する請求項１１記
    載のプロセッサ。
14. 【請求項１４】 上記ループ命令は、上記ループの反復
    回数が指定される別個のフィールドを有する請求項１３
    記載のプロセッサ。
15. 【請求項１５】 上記ループ処理手段は、上記ループを
    開始するときにループにおける反復回数を指定する反復
    計数値を受信するように動作可能であり、上記指定され
    た回数がゼロであれば上記エピローグフェーズのみを実
    行させ、上記指定された回数がゼロでなければ上記ルー
    プのプロローグフェーズ、カーネルフェーズ及びエピロ
    ーグフェーズを実行させるように動作可能である請求項
    ３乃至１４のうちの任意の１つに記載のプロセッサ。
16. 【請求項１６】 上記プロセッサは複数の命令の叙述さ
    れた実行に適応され、上記プロセッサは上記ループの異
    なるソフトウェアパイプラインステージにそれぞれ対応
    する複数の述語レジスタをさらに備え、各述語レジスタ
    は、その対応するソフトウェアパイプラインステージが
    イネーブルにされる第１の状態と、その対応するソフト
    ウェアパイプラインステージがディスエーブルにされる
    第２の状態との間で切り換え可能であり、 上記ループ処理手段は、上記ループにおける反復回数に
    依存して上記複数の述語レジスタを開始させるように動
    作可能である先行する任意の請求項記載のプロセッサ。
17. 【請求項１７】 上記ループ処理手段は、上記複数の述
    語レジスタを、上記ループにおける反復回数がゼロであ
    るときは１つの方向に開始させ、上記ループにおける反
    復回数がゼロでないときは少なくとも１つの他の方向へ
    開始させるように動作可能である請求項１６記載のプロ
    セッサ。
18. 【請求項１８】 上記ループにおける反復回数がゼロで
    あるとき、上記ループの複数のステージに対応するすべ
    ての述語レジスタは上記第２の状態に初期化されるのに
    対し、上記ループにおける反復回数がゼロでないとき、
    上記第１のパイプラインの状態に対応する述語レジスタ
    は上記第１の状態に初期化され、かつ後続のステージに
    対応する各述語レジスタは上記第２の状態に初期化され
    る請求項１６又は１７記載のプロセッサ。
19. 【請求項１９】 上記第１のパイプラインステージに対
    応する述語レジスタの状態を上記第２のパイプラインス
    テージに対応する述語レジスタへとシフトし、かつ後続
    の各パイプラインステージに対応する述語レジスタに関
    しても同様にシフトするように動作可能であり、上記第
    １のパイプラインステージに対応する述語レジスタの状
    態をシードレジスタに依存して設定するように動作可能
    なシフト手段をさらに備え、 上記ループ処理手段は、上記ループにおける反復回数に
    依存して、上記シードレジスタを異なるように初期化す
    るように動作可能である請求項１６、１７又は１８記載
    のプロセッサ。
20. 【請求項２０】 上記ループ処理手段は、上記ループに
    おける反復回数がゼロ又は１であるときは上記シードレ
    ジスタを上記第２の状態に初期化し、上記ループにおけ
    る反復回数が２又はそれ以上であるときは上記シードレ
    ジスタを上記第１の状態に初期化する請求項１９記載の
    プロセッサ。
21. 【請求項２１】 ソフトウェアでパイプライン処理され
    るループがゼロの反復計数値を有するイベントにおい
    て、当該プロセッサによって実行されるレジスタの名前
    変更をオブジェクトプログラムにおいて指定することを
    備えた、プロセッサのためのコンパイル方法。
22. 【請求項２２】 上記プロセッサは、ゼロの反復計数値
    の場合には上記ループのエピローグフェーズのみを実行
    し、上記コンパイル方法は、上記エピローグフェーズに
    おいて実行されるレジスタの名前変更演算の回数を指定
    する情報を上記オブジェクトプログラムに含むことを必
    要とする請求項２１記載のコンパイル方法。
23. 【請求項２３】 上記プロセッサは、ゼロの反復計数値
    の場合には上記ループのエピローグフェーズのみを実行
    し、上記コンパイル方法は、上記エピローグフェーズに
    おいて実行される反復回数を指定する情報を上記オブジ
    ェクトプログラムに含むことを必要とする請求項２１記
    載のコンパイル方法。
24. 【請求項２４】 上記情報は、上記オブジェクトプログ
    ラムに含まれる命令において指定される請求項２２又は
    ２３記載のコンパイル方法。
25. 【請求項２５】 上記命令は、ソフトウェアでパイプラ
    イン処理されるループのスタートアップの間に実行され
    るループ命令である請求項２４記載のコンパイル方法。
26. 【請求項２６】 上記ループ命令はまた、上記ループに
    おける反復回数を独立に指定する請求項２５記載のコン
    パイル方法。
27. 【請求項２７】 ソフトウェアでパイプライン処理され
    るループのエピローグフェーズにおいて実行される反復
    回数を指定する情報を含み、プロセッサによって実行さ
    れるオブジェクトプログラム。
28. 【請求項２８】 上記プロセッサは、上記ループがゼロ
    の反復計数値を有するイベントにおいて上記ループのエ
    ピローグフェーズのみを実行し、上記オブジェクトプロ
    グラムは、上記エピローグフェーズにおいて実行される
    反復回数を指定する情報を含む請求項２７記載のオブジ
    ェクトプログラム。
29. 【請求項２９】 上記情報は、上記オブジェクトプログ
    ラムに含まれる命令において指定される請求項２８記載
    のオブジェクトプログラム。
30. 【請求項３０】 上記命令は、ソフトウェアでパイプラ
    イン処理されるループのスタートアップの間に実行され
    るループ命令である請求項２９記載のオブジェクトプロ
    グラム。
31. 【請求項３１】 上記ループ命令はまた、上記ループの
    反復計数値を独立に指定する請求項３０記載のオブジェ
    クトプログラム。
32. 【請求項３２】 コンピュータ上で実行されるときは、
    上記コンピュータにプロセッサのためのコンパイル方法
    を実行させるコンピュータプログラムであって、上記コ
    ンピュータプログラムは、ソフトウェアでパイプライン
    処理されるループがゼロの反復計数値を有するイベント
    において、上記プロセッサによって実行されるレジスタ
    の名前変更をオブジェクトプログラムにおいて指定する
    ための部分を指定する名前変更情報を備えたコンピュー
    タプログラム。
33. 【請求項３３】 キャリア媒体によって伝送される請求
    項２７乃至３２のうちの任意の１つに記載のプログラ
    ム。
34. 【請求項３４】 上記キャリア媒体は記録媒体である請
    求項３３記載のプログラム。
35. 【請求項３５】 上記キャリア媒体は伝送媒体である請
    求項３３記載のプログラム。
36. 【請求項３６】 ソフトウェアでパイプライン処理され
    るループがゼロの反復計数値を有するイベントにおい
    て、当該プロセッサによって実行されるレジスタの名前
    変更をオブジェクトプログラムにおいて指定する手段を
    備えた、プロセッサのためのコンパイル装置。
37. 【請求項３７】 当該ループのエピローグフェーズにお
    いて実行される反復回数を指定する情報を含む、ソフト
    ウェアでパイプライン処理されるループをスタートアッ
    プさせるためにプロセッサによって実行可能であるルー
    プ命令。
38. 【請求項３８】 さらに上記ループの反復計数値を独立
    に指定する請求項３７記載のループ命令。