JP2002297396A - コンパイラ、変換プログラム、例外処理プログラム及びこれらを用いたコンピュータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例外処理に必要なロックに関する情報を取得
するための作業コストを抑え、例外処理における作業コ
ストへの影響を縮減する。 【解決手段】 実行プログラムをコンパイルする際に、
この実行プログラムにおける関数のインライン展開に関
する情報に基づいて、インライン展開された関数による
資源のロックに関する情報を生成する機能と、この情報
に基づいて、処理対象である実行プログラム中の各コー
ドの実行時におけるロック回数に関する情報をこの実行
プログラムに付加する。そして、この実行プログラムの
実行中に例外が発生した場合に、このロック回数に関す
る情報に基づいて、例外を発生したコードの実行時にお
けるロック回数とこの例外に対する例外ハンドラの実行
時におけるロック回数とを求め、二つのロック回数の差
分だけ資源のロックを解除した後に、この例外に対する
処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータプロ
グラムの最適化方法に関し、特に例外処理の手法に特徴
を有する最適化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】いくつかのプログラミング言語では、最
適化の手法としてインライン展開という手法が用いられ
る。インライン展開とは、関数の定義内容をそのまま呼
び出し元に埋め込むことにより、実際に関数呼び出しを
行わずに処理を行うようにプログラムの記述を変更する
ことである。これによれば、関数呼び出しのためのオー
バーヘッドがかからないため、実行速度の向上を図るこ
とができる。

【０００３】また、いくつかのプログラミング言語で
は、特定の領域を宣言することにより、プログラムの実
行に際して当該領域中で発生した例外を当該領域に関連
した例外ハンドラで処理するといった仕組みが設けられ
ている。この仕組みを持つプログラミング言語の一つで
あるＪａｖａでは、この宣言をｔｒｙと呼び、宣言され
た領域をｔｒｙ領域、ｔｒｙブロックなどと呼ぶ。以下
の説明では、Ｊａｖａに倣い、これらの宣言及び領域に
ｔｒｙ、ｔｒｙ領域といった呼称を用いる。

【０００４】ところで、ネットワークシステムにおける
サーバやクライアントなど、複雑かつ信頼性が必要なシ
ステムを構築するプログラムを作成するには、同期する
複数スレッドを記述できるプログラミング言語を使用す
ることが望まれる。そのような条件を満たすプログラミ
ング言語の例としてＪａｖａがある。Ｊａｖａは同期メ
ソッドと同期ブロックという２種類のクリティカルセク
ションを記述することができる。そして、例外発生時に
は実行システムがそれらのクリティカルセクションを必
ず解除する。

【０００５】また、Ｊａｖａは、上述したインライン展
開及びｔｒｙの仕組みをいずれも持つプログラミング言
語の一つである。Ｊａｖａで記述されたプログラムに対
するコンパイルを行うコンパイラ（以下、Ｊａｖａコン
パイラと称す）において最適化を行う際に、同期メソッ
ドに対してインライン展開を行うと、メソッド呼出コス
ト削減、定数伝搬、クラス情報伝搬といった通常のイン
ライン展開によるの効果に加え、冗長な同期を削除でき
るという効果が得られる。しかしながら、インライン展
開を行う際には、所定の手続きが処理の過程で資源（Ｊ
ａｖａにおいてこの場合はオブジェクト）を排他的に使
用するために行う使用制限である資源のロックが、言語
仕様上設定される数以上に増加する。このため、同期メ
ソッドをインライン展開したプログラムにおいて、ｔｒ
ｙを用いた例外処理が複雑になる。

【０００６】図８を参照して、Ｊａｖａにおいて同期メ
ソッド（以下、適宜、単にメソッドと称す）をインライ
ン展開したプログラムにおける従来の例外処理について
説明する。図８に示す例では、メソッドＡがメソッドＢ
を呼び、次にメソッドＢがメソッドＣを呼ぶ呼び出しが
インライン展開されている。メソッドＣはメソッドＢの
ｔｒｙ領域にインライン展開され、メソッドＢとメソッ
ドＣとは同期メソッドを用いてそれぞれの入口でオブジ
ェクトをロックする。

【０００７】この例において、インライン展開されたメ
ソッドＣ内で例外Ｅが発生し、メソッドＢのｔｒｙ領域
Ｔの例外ハンドラで例外Ｅをキャッチすることを考え
る。この場合、ｔｒｙ領域Ｔを越えて例外が処理される
ため、例外ハンドラは、メソッドＣのロックを解除し、
メソッドＢのロックはそのままにして処理を行う必要が
ある。そのため、例外ハンドラは、例外Ｅを投げた命令
が実行されるときにメソッドＢとメソッドＣとのロック
が取得され、ｔｒｙ領域Ｔの例外ハンドラが実行される
ときにメソッドＢのロックが取得されていることを知ら
なければならない。言い換えれば、例外発生時における
ロックと例外ハンドラの実行時におけるロックとに関す
る情報が必要となる。

【０００８】ここで、コード領域とインライン展開した
メソッドとの対応情報（以下、インライン情報）は、Ｊ
ａｖａコンパイラが持つことができる。このインライン
情報は、言い換えれば、コードが元々どのように呼び出
されたメソッドに属していたかを表す情報である。した
がって図示の例では、例外ハンドラは、例外Ｅの発生ア
ドレスからインライン情報として「メソッドＡ→メソッ
ドＢ→メソッドＣ（元々この順で呼び出されたことを示
す。以下、インライン情報において「メソッド」を省略
する）」を得、また例外Ｅをキャッチするアドレスから
インライン情報として「Ａ→Ｂ」を得る。そして、これ
らのインライン情報を比べることによって、メソッドＣ
で行ったロックを特定し、解除する。

【０００９】従来のＪａｖａコンパイラは、かかるイン
ライン情報として、アドレス区間とインライン情報との
表、あるいは例外関連命令（例外発生可能命令、例外ハ
ンドラ先頭命令、メソッド呼出命令）のアドレスとイン
ライン情報との表を作成する。そして、例外ハンドラ
は、例外が発生した場合に、当該例外の発生アドレス及
び当該例外をキャッチするアドレスを用いて当該アドレ
スに対応する表を見つけだし、さらに当該表において所
望のインライン情報を検索していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した、従
来のＪａｖａコンパイラの方法は、インライン情報を取
得するために、アドレスに基づいて表を検索する作業
と、得られた表に基づいてインライン情報を検索する作
業という二つの作業を要する。そのため、この作業に要
する時間（作業コスト）は、例外処理全体の作業コスト
に無視できない影響を与えていた。

【００１１】また、上述した表を用いてインライン情報
を取得する手法では、取得したインライン情報から得ら
れるロックの状態と実際のロックの状況とが一致しない
場合があった。例えば、最適化によって冗長なロックが
削除された場合、インライン情報でインライン展開され
た同期メソッドを示したとしても、その同期メソッドに
よるロックが存在しているとは限らなかった。

【００１２】そこで、本発明は、例外処理に必要なロッ
クに関する情報を取得するための作業コストを抑え、例
外処理における作業コストへの影響を縮減するためのコ
ンパイル方法及び例外処理の実行方法を提供することを
目的とする。また、本発明は、例外発生に対して確実に
必要なロックの解除を行い、例外処理を行う例外処理の
手法を提供することを他の目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、プログラミング言語で記述されたプログ
ラムのソースコードを機械語コードに変換するコンパイ
ラにおいて、プログラムにおける関数をインライン展開
し、このインライン展開に関する情報を生成するインラ
イン展開処理部と、このインライン展開に関する情報に
基づいて、この関数による資源のロックに関するロック
情報を生成するロック情報生成部と、このロック情報に
基づいて、処理対象であるプログラム中の例外ハンドラ
にこの例外ハンドラの実行時におけるロック回数を付加
する情報付加部とを備えることを特徴とする。

【００１４】ここで、このプログラムを実行する処理系
における例外処理方式がスタック巻き戻し方式である場
合、この情報付加部は、例外が発生したコードのアドレ
スからこのコードの実行時におけるロック回数を表引き
するための対応表を作成し、処理対象であるプログラム
の付属情報として付加する。これにより、例外処理の
際、例外フィルタは、この対応表を用いて例外の発生時
（例外を発生したコードの実行時）におけるロック回数
を直接取得することができる。

【００１５】また、このプログラムを実行する処理系に
おける例外処理方式が構造化例外処理方式である場合、
この情報付加部は、処理対象であるプログラムに設定さ
れたｔｒｙ領域内のコードの実行時におけるロック回数
を、このｔｒｙ領域の識別情報（ＩＤ）にエンコードす
る。これにより、例外処理の際、例外フィルタは、例外
が発生したｔｒｙ領域のＩＤから直ちに例外の発生時に
おけるロック回数を取得することができる。

【００１６】さらに、上記のコンパイラは、プログラム
中に存在する不要なロックを削除し、ロックの削除の結
果に応じて、ロック情報生成部にて生成されたロック情
報を更新する同期最適化部をさらに備える構成とするこ
とができる。この場合、情報付加部は、この同期最適化
部により更新されたロック情報に基づいて、例外ハンド
ラにロック回数を付加する。

【００１７】また、本発明は、コンピュータを制御して
実行プログラムを変換する変換プログラムとして提供す
ることができる。この変換プログラムは、この実行プロ
グラムにおける関数のインライン展開に関する情報に基
づいて、インライン展開された関数による資源の使用制
限に関する情報を生成する機能と、この情報に基づい
て、処理対象である実行プログラム中の各コードの実行
時における使用制限の状態に関する情報をこの実行プロ
グラムに付加する機能とをコンピュータに実現させるこ
とを特徴とする。

【００１８】この変換プログラムは、このコンピュータ
に、処理対象である実行プログラム中に存在する不要な
使用制限を削除し、この削除の結果に応じて、上述した
各コードの実行時における使用制限の状態に関する情報
を更新する機能をさらに実現させるようにすることがで
きる。この場合、更新された情報に基づいて、この実行
プログラムに使用制限の状態に関する情報を付加するこ
ととなる。

【００１９】さらに、この変換プログラムは、オブジェ
クト指向プログラミング言語で記述された実行プログラ
ムを変換する変換プログラムとして構成することができ
る。すなわち、この変換プログラムは、実行プログラム
におけるメソッドのインライン展開に関する情報に基づ
いて、インライン展開されたメソッドによるオブジェク
トのロックに関するロック情報を生成する機能と、この
ロック情報に基づいて、実行プログラム中の各コードの
実行時におけるロック回数に関する情報をこの実行プロ
グラムに付加する機能とをコンピュータに実現させる。

【００２０】また、本発明は、コンピュータを制御して
実行プログラムの実行中に発生した例外を処理する例外
処理プログラム（実行時ライブラリ）として提供するこ
とができる。この例外処理プログラムは、スタック巻き
戻し方式で例外処理を行う場合、例外処理の実行に先立
って次の処理をコンピュータに実行させる。すなわち、
実行プログラムに付加された、各コードのアドレスとコ
ードの実行時における資源のロック回数とを対応付けた
対応情報に基づいて、例外を発生したコードのアドレス
からこの例外の発生時におけるロック回数を求める処理
と、この例外に対する例外ハンドラに付加された、この
例外ハンドラの実行時におけるロック回数を取得する処
理と、この例外発生時におけるロック回数とこの例外ハ
ンドラの実行時におけるロック回数との差分だけ資源の
ロックを解除する処理とをコンピュータに実行させる。

【００２１】さらに、この例外処理プログラムは、構造
化例外処理方式で例外処理を行う場合、例外処理の実行
に先立って次の処理をコンピュータに実行させる。すな
わち、実行プログラムに記述された、ｔｒｙ領域内にお
ける各コードの実行時における資源のロック回数がエン
コードされたｔｒｙ領域の識別情報を用い、例外を発生
したコードが含まれるｔｒｙ領域の識別情報をデコード
してこの例外の発生時における資源のロック回数を求め
る処理と、この例外に対する例外ハンドラに付加され
た、この例外ハンドラの実行時におけるロック回数を取
得する処理と、この例外発生時におけるロック回数とこ
の例外ハンドラの実行時におけるロック回数との差分だ
け資源のロックを解除する処理とをコンピュータに実行
させる。

【００２２】上述した変換プログラムや、例外処理プロ
グラムは、磁気ディスクや光ディスク、半導体メモリな
どの記録媒体に記録して配布したり、プログラム伝送装
置の記録装置に格納しネットワークを介して配信したり
することにより、提供することができる。

【００２３】また、本発明は、このような例外処理プロ
グラムを実行するコンピュータ装置として提供すること
ができる。すなわち、プログラムを実行する実行手段
と、この実行手段によるプログラムの実行中に例外が発
生した場合に、この例外を処理する例外処理手段とを備
え、この例外処理手段は、実行対象であるプログラムに
付加された各コードの実行時における資源のロック回数
に関する情報に基づいて、例外の発生時におけるロック
回数とこの例外に対する例外ハンドラの実行時における
ロック回数とを求め、二つの当該ロック回数の差分だけ
資源のロックを解除した後に、この例外に対する処理を
実行する。

【００２４】さらに本発明は、次のように構成されたコ
ンピュータ装置として提供することができる。すなわ
ち、プログラムのソースコードをコンパイルして機械語
コードに変換するコンパイラと、機械語コードに変換さ
れたプログラムを実行する処理装置とを備えたコンピュ
ータ装置において、このコンパイラは、このプログラム
における関数のインライン展開に関する情報に基づい
て、インライン展開された関数による資源のロックに関
するロック情報を生成するロック情報生成部と、このロ
ック情報に基づいて、このプログラム中の各コードの実
行時におけるロック回数に関する情報をこのプログラム
に付加する情報付加部とを備え、この処理装置は、この
プログラムの実行中に例外が発生した場合に、このロッ
ク回数に関する情報に基づいて、例外を発生したコード
の実行時におけるロック回数とこの例外に対する例外ハ
ンドラの実行時におけるロック回数とを求め、二つのロ
ック回数の差分だけ資源のロックを解除した後に、この
例外に対する処理を実行することを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて、この発明を詳細に説明する。本発明は、イ
ンライン展開及びｔｒｙに基づく例外処理の仕組みを持
つプログラミング言語で記述されたプログラムに対して
汎用的に利用できるが、以下では、代表的な例として、
Ｊａｖａで記述されたプログラムに対するコンパイラを
対象として説明する。また、本発明は、プログラムのコ
ンパイル時に、プログラム中に例外処理の際に必要とな
る情報を埋め込むことと、プログラムの実行時に、コン
パイル時に埋め込まれた情報に基づいて例外処理を行う
こととによって実現される。そこで、以下の実施の形態
の説明では、コンパイラによるコンパイル処理と、プロ
セッサによる実行処理とに分けて説明する。

【００２６】図１は、本実施の形態におけるコンパイラ
が用いられるコンピュータ装置のシステム構成を示す図
である。図１において、コンパイラ１００は、バイトコ
ード（byte code）で記述された入力コードを入力して
処理し、機械語で記述された出力コードを生成して出力
する。この入力コードの入力は、コード生成装置４００
にて生成された入力コードを直接入力したり、コード生
成装置４００にて生成された入力コードを記憶した記憶
装置５００から入力したり、ネットワーク６００上に存
在するコード生成装置４００や記憶装置５００からネッ
トワーク６００を介して入力したりすることにより行わ
れる。なお、本実施の形態において、コンパイラ１００
は、ＪａｖａにおけるＪＩＴ（Just In Time）コンパイ
ラのような、実行プログラムを実行する際に動的に実行
プログラムのコンパイル処理を行うコンパイラであって
も良いし、ソースプログラムを予めコンパイルして生成
されたオブジェクトプログラムを実行プログラムとする
使用形態におけるコンパイラであっても良い。コンパイ
ラ１００により生成された出力コードは、プロセッサ２
００により実行され、必要に応じて実行時ライブラリ３
００を呼び出す。実行時ライブラリ３００には、例外フ
ィルタなど、実行時における例外処理を行うためのプロ
グラムが格納されている。

【００２７】図２は、本実施の形態におけるコンパイラ
の構成を説明する図である。図２を参照すると、本実施
の形態のコンパイラ１００は、メソッドのインライン展
開を行うインライン展開処理部としての前処理部１１０
と、ロック情報を生成するロック情報生成部１２０と、
ロック情報と基本ブロックとの対応付けを行う基本ブロ
ック対応付け部１３０と、不要なロックに関するロック
情報を削除する同期最適化部１４０と、例外処理を行う
場合に必要な情報を保存する情報付加部としての後処理
部１５０とを備える。図２に示したコンパイラ１００の
各構成要素は、コンピュータプログラムにより制御され
たＣＰＵにて実現される仮想的なソフトウェアブロック
である。ＣＰＵを制御する当該コンピュータプログラム
は、ＣＤ−ＲＯＭやフロッピー（登録商標）ディスクな
どの記憶媒体に格納して配布したり、ネットワークを介
して伝送したりすることにより提供される。なお、図２
に示したコンパイラ１００の構成要素は、本実施の形態
における特徴的な機能に関して記述したものである。図
示しないが、実際にはコンパイラ１００は、入力コード
の字句解析や構文解析、機械語のコード生成といったコ
ンパイル処理における一般的な機能を有することは言う
までもない。

【００２８】前処理部１１０は、入力コードとして入力
された処理対象プログラムを解析し、メソッドのインラ
イン展開による最適化を行う。インライン展開されるメ
ソッドには、同期メソッドが含まれる。そして、前処理
部１１０は、インライン展開される同期メソッドの入口
及び出口で基本ブロックを分け、ロックを確保するコー
ド（以下、ロック確保コード）及びロックを解除するコ
ード（以下、ロック解除コード）を挿入する。なお、基
本ブロックとは、ストレートコード、すなわちコントロ
ールフローが途中に入ることもなく、途中から出ること
もないようなコード列の範囲をブロックとして把握した
ものである。

【００２９】ロック情報生成部１２０は、前処理部１１
０のインライン展開によるインライン情報に基づいて、
インライン展開された同期メソッドによるロック確保コ
ードに関する情報とロックの回数（以下、ロック回数）
とを集める。そして、集めた情報をロック情報として作
業用メモリに保存する。

【００３０】基本ブロック対応付け部１３０は、処理対
象プログラムの各基本ブロックに、対応するロック情報
へのポインタを付加することにより、基本ブロックとロ
ック情報との対応付けを行う。

【００３１】同期最適化部１４０は、前処理部１１０に
より処理対象プログラムに挿入されたロック確保コード
及びロック解除コードのうち、不必要なものを削除する
最適化を行う。また、同期最適化部１４０は、ロック情
報生成部１２０により生成されたロック情報のうち、削
除されるロックに関する情報を含むものがあれば、当該
ロックに関する情報をロック情報から削除し、ロック回
数を１減らす。

【００３２】後処理部１５０は、同期最適化部１４０に
より最適化処理されたロック情報を用いて、処理対象プ
ログラム中の各例外ハンドラに、当該例外ハンドラの実
行時におけるロック回数を保存する。また、例外処理の
方式が、後述する二つの方式のうち、スタック巻き戻し
方式の場合、後処理部１５０は、例外が発生したコード
のアドレスからロック回数を表引きするための対応表を
作成してメモリに保存する。この対応表は、コンパイル
終了後もコードの付属情報として保存される。また、例
外処理の方式が、構造化例外処理方式の場合、ｔｒｙ領
域におけるロック回数（以下、ｔｒｙ時のロック回数と
称す）を当該ｔｒｙ領域のＩＤにエンコードする。した
がって、ｔｒｙ領域内においてロックが確保されたり解
除されたりした場合、当該ｔｒｙ領域の元のＩＤは同じ
であっても、ロック回数がエンコードされたＩＤは変化
することとなる。

【００３３】上記のように構成されたコンパイラ１００
により、プログラムのコンパイルの過程で、同期メソッ
ドをインライン展開した当該プログラムに、同期メソッ
ドによるロックに関する情報が埋め込まれることとな
る。図８に示したインライン展開されたプログラムを例
として、コンパイラ１００が同期メソッドによるロック
に関する情報をプログラムに埋め込む動作を説明する。
コンパイラ１００において、入力コードに対する字句解
析や構文解析が行われ、最適化処理として前処理部１１
０により同期メソッドを含むメソッドのインライン展開
が行われた状態が図８に示す状態である。

【００３４】この状態のプログラムは、次に、ロック情
報生成部１２０により、処理されて、ロック情報が生成
される。すなわち、インライン情報「Ａ→Ｂ→Ｃ」から
は、ロック確保コードに関する情報（コードを挿入した
同期メソッド）としてＢ→Ｃと、ロック回数の２が得ら
れる。また、インライン情報「Ｂ→Ｃ」からは、ロック
確保コードに関する情報としてＢと、ロック回数の１が
得られる。次に、基本ブロック対応付け部１３０によ
り、プログラムの基本ブロックに対して、対応するロッ
ク情報へのポインタが付加される。次に、同期最適化部
１４０により、不要なロックが削除され、これに伴って
ロック情報が処理される。図８のプログラムでは、例え
ば、メソッドＣのロックが冗長であるとして削除される
場合、メソッドＣに対応するロック情報は、ロック確保
コードに関する情報Ｂ→Ｃとロック回数２から、ロック
確保コードに関する情報Ｂとロック回数１に変わる。最
後に、後処理部１５０により、同期最適化部１４０によ
り不要なロックが削除されたプログラムに、ロック回数
が保存される。

【００３５】次に、上記のようにしてロックに関する情
報が埋め込まれたプログラムを実行し、例外が発生した
際のプロセッサ２００による例外処理の動作について説
明する。例外処理の方法としては、スタック巻き戻し方
式と構造化例外処理方式とがある。図３は、スタック巻
き戻し方式により例外処理を行う場合の動作を説明する
フローチャートである。図３に示すように、例外が発生
すると、まず、例外を起こした命令のアドレスを着目ア
ドレスとする（ステップ３０１）。そして、例外を起こ
したときのスタックフレームを着目するフレームとす
る。

【００３６】次に、着目中のフレームで当該例外を処理
できるか、すなわち、着目中のフレームが当該例外に対
するキャッチフレームであるかどうかを調べる（ステッ
プ３０２）。着目中のフレームがキャッチフレームであ
れば、当該着目中のフレームが、発生した当該例外を処
理できるハンドラを持つかどうか、すなわち、キャッチ
できるかどうかを調べる（ステップ３０３）。

【００３７】着目中のフレームが例外をキャッチできる
ならば、コンパイル時に作成した対応表から、着目アド
レスに対応するロック回数を、表引きして取得する（ス
テップ３０４）。また、当該例外をキャッチする例外ハ
ンドラから、コンパイル時に当該例外ハンドラに付加さ
れた当該例外ハンドラの実行時のロック回数を取得す
る。そして、ステップ３０４で取得したロック回数（例
外発生時のロック回数）から例外ハンドラの実行時のロ
ック回数を減算する（ステップ３０５）。

【００３８】ところで、プログラムを実行する際、各フ
レームには、ロック確保コードを実行することによって
同期スタックが生成される。同期スタックとは、ロック
対象をＬＩＦＯ（Last In First Out）に保持したもの
である。そこで、この同期スタックから、ステップ３０
５で算出された個数分をポップ（ロックを解除）する
（ステップ３０６）。

【００３９】一方、ステップ３０２において着目中のフ
レームがキャッチフレームで無かった場合、またはステ
ップ３０３において着目中のフレームが発生した例外を
キャッチできなかった場合は、次に、コンパイル時に作
成した対応表から、着目アドレスに対応するロック回数
を、表引きして取得する（ステップ３０７）。そして、
得られたロック回数分、同期スタックからポップする
（ステップ３０８）。次に、着目中のフレームから呼び
出し側へ一つ戻ったフレームを新たな着目するフレーム
とし（ステップ３０９）、この新たな着目中のフレーム
における再開アドレスを新たな着目アドレスとして、ス
テップ３０２以降の処理をやり直す（ステップ３１
０）。

【００４０】以上のようにして、本実施の形態は、プロ
グラムを実行して例外が発生した場合に、プログラムに
埋め込まれたロックに関する情報、及び例外が発生する
可能性のあるコードのアドレスとロック回数との対応表
に基づいて、必要なロックの解除を行うことが可能であ
る。本実施の形態においてプログラムに埋め込まれるロ
ックに関する情報は、不要なロックを削除する同期最適
化の結果を反映させた情報であるため、この情報から得
られるロックの状態と実際のロックの状況とは必ず一致
する。また、例外が発生した時点でのロック回数は上記
の対応表から直接取得することができ、例外ハンドラの
実行時のロック回数は当該例外ハンドラに付加された情
報として得ることができる。また、いずれのロックを解
除するかは、プログラムの実行時に作成される同期スタ
ックにおいて機械的に確定する。したがって、従来、イ
ンライン情報を取得するために２回の検索作業を必要と
していたのに比べて作業コストを短縮することができ
る。

【００４１】次に、例外処理の方法として構造化例外処
理方式を用いる場合について説明する。図４は、構造化
例外処理方式により例外処理を行う場合の動作を説明す
るフローチャートである。図４に示すように、例外が発
生すると、まず、着目中のｔｒｙ領域におけるＩＤを取
得する（ステップ４０１）。そして、当該着目中のｔｒ
ｙ領域に関連した例外ハンドラが発生した例外をキャッ
チするかどうかを調べる（ステップ４０２）。

【００４２】当該例外ハンドラが当該例外をキャッチす
る場合、ステップ４０１で取得したＩＤをデコードし、
コンパイル時にＩＤにエンコードされたｔｒｙ時のロッ
ク回数を取得する（ステップ４０３）。ここで、上述し
たように、ｔｒｙ領域内でロックが確保されたり解除さ
れたりしている場合、元のＩＤにエンコードされるロッ
ク回数が変化するため、同じｔｒｙ領域であってもエン
コード後のＩＤの値は変化し、ロック回数の変化が反映
されることとなる。これにより、例外が発生した際に当
該ｔｒｙ領域のＩＤをデコードすることにより、直ち
に、当該ｔｒｙ領域を識別すると共に、例外が発生した
時点におけるロック回数を取得することができる。次
に、当該例外をキャッチする例外ハンドラから、コンパ
イル時に当該例外ハンドラに付加された当該例外ハンド
ラの実行時のロック回数を取得する。そして、ステップ
４０３で取得したロック回数（ｔｒｙ時のロック回数）
から例外ハンドラの実行時のロック回数を減算する（ス
テップ４０４）。この後、同期スタックから、ステップ
４０４で算出された個数分をポップ（ロックを解除）す
る（ステップ４０５）。

【００４３】一方、着目中のｔｒｙ領域に関連する例外
ハンドラが発生した例外をキャッチできない場合、当該
ｔｒｙ領域を含むｔｒｙ領域に着目し（ステップ４０
６）、この新たに着目したｔｒｙ領域に関連する例外ハ
ンドラが発生した当該例外をキャッチするかどうかを調
べる（ステップ４０７）。この動作（ステップ４０６、
４０７）を、当該例外をキャッチできる例外ハンドラが
見つかるまで繰り返す。

【００４４】当該例外をキャッチできる例外ハンドラが
見つかったならば、次に、同期スタックのエントリ数を
数える（ステップ４０８）。そして、当該例外をキャッ
チできる例外ハンドラに付加されている当該例外ハンド
ラの実行時のロック回数を、得られたエントリ数から減
算する（ステップ４０９）。この後、同期スタックか
ら、ステップ４０９で算出された個数分をポップ（ロッ
クを解除）する（ステップ４０５）。

【００４５】以上のようにして、本実施の形態は、プロ
グラムを実行して例外が発生した場合に、プログラムに
埋め込まれたロックに関する情報、すなわち、各例外ハ
ンドラに付加された当該例外ハンドラの実行時における
ロック回数と、ｔｒｙ領域のＩＤにエンコードされたｔ
ｒｙ時のロック回数とに基づいて、必要なロックの解除
を行うことが可能である。本実施の形態においてプログ
ラムに埋め込まれるロックに関する情報は、不要なロッ
クを削除する同期最適化の結果を反映させた情報である
ため、この情報から得られるロックの状態と実際のロッ
クの状況とは必ず一致する。また、例外が発生した時点
でのロック回数は、ｔｒｙ領域のＩＤをデコードするこ
とにより直接取得することができ、例外ハンドラの実行
時のロック回数は当該例外ハンドラに付加された情報と
して得ることができる。また、いずれのロックを解除す
るかは、プログラムの実行時に作成される同期スタック
において機械的に確定する。したがって、従来、インラ
イン情報を取得するために２回の検索作業を必要として
いたのに比べて作業コストを短縮することができる。

【００４６】次に、例外処理の方法がスタック巻き戻し
方式の場合と構造化例外処理方式の場合とのそれぞれに
ついて、具体的な例を挙げて、プログラムに埋め込まれ
る情報と例外発生時の処理とを説明する。図５（Ａ）
は、図８に対応するコンパイルコードの構成例である。
図中の区画はメソッドを表し、文字はメソッド名を表
す。「ＳｏｆＡ」はメソッドＡのｔｒｙ領域を表し、
「ＴｏｆＢ」はメソッドＢのｔｒｙ領域を表す。また、
メソッドＣのコード領域は、基本ブロックの並べ替えに
よって２カ所（アドレスａ２〜ａ３−１とアドレスａ５
〜ａ６−１）に配置されているが、いずれもｔｒｙ領域
Ｔのスコープに入っている。ｔｒｙ領域のＩＤ（図では
ｔｒｙＩＤと表記、以下の説明においても、ｔｒｙＩＤ
と記述する）は、メソッドＢとメソッドＣとのコード領
域に対して０を振る。ロック情報（図ではと表記）は、
［ロックの回数］同期メソッド１、同期メソッド２、・
・・のように表記した。また、図５（Ｂ）は、コードア
ドレスからロック回数を表引きするための対応図表であ
る。図５（Ｂ）を参照すると、例えば図５（Ａ）におけ
るコードアドレスがａ１からａ２−１までの範囲（図で
はaddr rangeと表記）はロック回数（図では#lockと表
記）が１であることがわかる。

【００４７】上記のコンパイルコードを実行して、アド
レス区間ａ５からａ６の間のａｘで例外が発生したもの
とする。すると、この例外をキャッチした例外フィルタ
は、図５（Ｂ）の対応図表を用いて、アドレスａｘを表
引きし、ロック回数２を得る。また、例外フィルタは、
ｔｒｙ領域Ｔに関連する例外ハンドラを見つけ、当該例
外ハンドラの実行時におけるロック回数１を得る。そし
て、ロック回数の差分１だけ同期スタックからロックを
解除する。

【００４８】次に、例外処理の方法が構造化例外処理方
式の場合について説明する。図６は、図８に対応するコ
ンパイルコードの構成例であり、図５（Ａ）の例と同様
である。ｔｒｙ領域のＩＤ（ｔｒｙＩＤ）及びロック情
報（sync Info）も図５（Ａ）の例と同様である。ただ
し、図６では、メソッドＣのコード領域が２カ所に分割
配置されていないので、図５（Ａ）の最下に位置するメ
ソッドＣ（ＣＸｅｘｃｅｐｔｉｏｎ）は、ｔｒｙ領域Ｔ
（ＴｏｆＢ）の間に位置するメソッドＣに含まれてい
る。また、図６において、ｔｒｙ時のロック回数をエン
コードされたＩＤ（図ではenc try IDと表記）を、 ｔｒｙＩＤ＋ロックの回数＊ｔｒｙの総数 とした。例えば、メソッドＢにおいて、ｔｒｙＩＤが１
であり、ロック回数が１であり、またｔｒｙの総数は２
であるので、エンコード後のＩＤは３（＝１＋１＊２）
である。

【００４９】また、コントロールフロー上、ｔｒｙ領域
のＩＤが切り替わる場所でエンコードされたＩＤを更新
するのは、エンコードされていない通常のｔｒｙＩＤと
同様である。本実施の形態では、ｔｒｙ領域に同期メソ
ッドがインラインされることによりロック回数が増える
ため、エンコードされたＩＤの更新回数は、エンコード
しない場合のＩＤ（ｔｒｙＩＤ）の更新回数よりも多く
なる。しかし、ＩＤ更新の作業コストは同期コストに比
べて相対的に小さく、冗長なロックは削除されてエンコ
ードされないので、実際上は問題とならない。

【００５０】上記のコンパイルコードを実行して、ｔｒ
ｙ領域Ｔ（ＴｏｆＢ）で例外が発生したものとする。例
外フィルタは、例外が起きたときのｔｒｙ領域のＩＤを
デコードする。上述したようにｔｒｙＩＤへのロック回
数のエンコードは ｔｒｙＩＤ（＝０）＋ロックの回数（＝２）＊ｔｒｙの
総数（＝２） ただし、括弧内の値はｔｒｙ領域Ｔにおける該当値であ
るので、エンコードされたＩＤの値を２（ｔｒｙの総
数）で割った値がロック回数、余りがｔｒｙＩＤの値で
ある。ここでは、ロック回数が２（＝４／２）となり、
ｔｒｙＩＤが０となる。また例外フィルタは、ｔｒｙ領
域Ｔに関連する例外ハンドラを見つけ、当該例外ハンド
ラのロック回数１を得る。そして、ロック回数の差分１
だけ同期スタックからロックを解除する。

【００５１】図７は、図６のコンパイルコードに対し
て、メソッドＣのロックが冗長であるとして削除された
場合の構成例を示す図である。図６と図７とを比較する
と、メソッドＣに対応するロック情報（sync Info）が
［２］Ｂ，Ｃから［１］Ｂに変化し、エンコードされた
ＩＤの値が４（＝０＋２＊２）から２（＝０＋１＊２）
に変化している。このように、本実施の形態によれば、
コンパイル時に不要なロックが削除された場合であって
も、同期最適化部１４０により、ロックの削除を反映さ
せた情報が生成され、コンパイルコードに埋め込まれる
こととなる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例外処理に必要なロックに関する情報を、プログラムコ
ードから直接取得することができる。これにより、かか
る情報を取得するための作業コストを抑え、例外処理に
おける作業コストへの影響を縮減することが可能とな
る。また、本発明によれば、不要なロックを削除する最
適化処理の結果を反映させた情報をプログラムコードに
埋め込むことにより、例外発生に対して確実に必要なロ
ックの解除を行い、例外処理を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態におけるコンパイラが用いられ
るコンピュータ装置のシステム構成を示す図である。

【図２】 本実施の形態におけるコンパイラの構成を説
明する図である。

【図３】 スタック巻き戻し方式により例外処理を行う
場合における本実施の形態の動作を説明するフローチャ
ートである。

【図４】 構造化例外処理方式により例外処理を行う場
合における本実施の形態の動作を説明するフローチャー
トである。

【図５】 スタック巻き戻し方式による例外処理を行う
場合に用いられる情報を説明する図であり、（Ａ）はコ
ンパイルコードの構成例、（Ｂ）はコードアドレスから
ロック回数を表引きするための対応図表である。

【図６】 構造化例外処理方式により例外処理を行う場
合に用いられるコンパイルコードの構成例を示す図であ
る。

【図７】 図６のコンパイルコードに対して、メソッド
Ｃのロックが冗長であるとして削除された場合の構成例
を示す図である。

【図８】 同期メソッドをインライン展開したＪａｖａ
のプログラムコードの構成概念を説明する図である。

【符号の説明】

１００…コンパイラ、１１０…前処理部、１２０…ロッ
ク情報生成部、１３０…基本ブロック対応付け部、１４
０…同期最適化部、１５０…後処理部、２００…プロセ
ッサ、３００…実行時ライブラリ、４００…コード生成
装置、５００…記憶装置、６００…ネットワーク

フロントページの続き (72)発明者 小笠原 武史 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 東京基礎研究所 内 Ｆターム(参考） 5B081 CC21

Claims (16)

【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プログ
   ラムのソースコードを機械語コードに変換するコンパイ
   ラにおいて、 前記プログラムにおける関数をインライン展開し当該イ
   ンライン展開に関する情報を生成するインライン展開処
   理部と、 前記インライン展開に関する情報に基づいて、当該関数
   による資源のロックに関するロック情報を生成するロッ
   ク情報生成部と、 前記ロック情報に基づいて、前記プログラム中の例外ハ
   ンドラに当該例外ハンドラの実行時におけるロック回数
   を付加する情報付加部とを備えることを特徴とするコン
   パイラ。
2. 【請求項２】 前記情報付加部は、例外が発生したコー
   ドのアドレスから当該コードの実行時におけるロック回
   数を表引きするための対応表を作成し、前記プログラム
   の付属情報として付加することを特徴とする請求項１に
   記載のコンパイラ。
3. 【請求項３】 前記情報付加部は、前記プログラムに設
   定されたｔｒｙ領域内のコードの実行時における前記ロ
   ック回数を当該ｔｒｙ領域の識別情報にエンコードする
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンパイラ。
4. 【請求項４】 前記プログラム中に存在する不要なロッ
   クを削除し、ロックの削除の結果に応じて前記ロック情
   報生成部にて生成された前記ロック情報を更新する同期
   最適化部をさらに備え、 前記情報付加部は、前記同期最適化部により更新された
   ロック情報に基づいて、前記例外ハンドラにロック回数
   を付加することを特徴とする請求項１に記載のコンパイ
   ラ。
5. 【請求項５】 コンピュータを制御して実行プログラム
   を変換する変換プログラムであって、 前記実行プログラムにおける関数のインライン展開に関
   する情報に基づいて、当該関数による資源の使用制限に
   関する情報を生成する機能と、 前記情報に基づいて、前記実行プログラム中の各コード
   の実行時における使用制限の状態に関する情報を前記実
   行プログラムに付加する機能とを前記コンピュータに実
   現させることを特徴とする変換プログラム。
6. 【請求項６】 前記コンピュータに、 前記実行プログラム中に存在する不要な使用制限を削除
   し、当該削除の結果に応じて、前記情報を更新する機能
   をさらに実現させ、 前記実行プログラムに使用制限の状態に関する情報を付
   加する機能は、更新された前記情報に基づいて、前記実
   行プログラムに使用制限の状態に関する情報を付加する
   ことを特徴とする請求項５に記載の変換プログラム。
7. 【請求項７】 コンピュータを制御してオブジェクト指
   向プログラミング言語で記述された実行プログラムを変
   換する変換プログラムであって、 前記実行プログラムにおけるメソッドのインライン展開
   に関する情報に基づいて、当該メソッドによるオブジェ
   クトのロックに関するロック情報を生成する機能と、 前記ロック情報に基づいて、前記実行プログラム中の各
   コードの実行時におけるロック回数に関する情報を前記
   実行プログラムに付加する機能とを前記コンピュータに
   実現させることを特徴とする変換プログラム。
8. 【請求項８】 コンピュータを制御して実行プログラム
   の実行中に発生した例外を処理する例外処理プログラム
   であって、 前記実行プログラムに付加された、前記実行プログラム
   における各コードのアドレスとコードの実行時における
   資源のロック回数とを対応付けた対応情報に基づいて、
   前記例外を発生したコードのアドレスから前記例外の発
   生時におけるロック回数を求める処理と、 前記実行プログラム中の前記例外に対する例外ハンドラ
   に付加された、当該例外ハンドラの実行時におけるロッ
   ク回数を取得する処理と、 前記例外の発生時におけるロック回数と前記例外ハンド
   ラの実行時におけるロック回数との差分だけ資源のロッ
   クを解除する処理とを前記コンピュータに実行させるこ
   とを特徴とする例外処理プログラム。
9. 【請求項９】 コンピュータを制御して実行プログラム
   の実行中に発生した例外を処理する例外処理プログラム
   であって、 前記実行プログラムに記述された、ｔｒｙ領域内におけ
   る各コードの実行時における資源のロック回数がエンコ
   ードされたｔｒｙ領域の識別情報を用い、前記例外を発
   生したコードが含まれるｔｒｙ領域の識別情報をデコー
   ドして前記例外の発生時における資源のロック回数を求
   める処理と、 前記実行プログラム中の前記例外に対する例外ハンドラ
   に付加された、当該例外ハンドラの実行時におけるロッ
   ク回数を取得する処理と、 前記例外の発生時におけるロック回数と前記例外ハンド
   ラの実行時におけるロック回数との差分だけ資源のロッ
   クを解除する処理とを前記コンピュータに実行させるこ
   とを特徴とする例外処理プログラム。
10. 【請求項１０】 プログラム制御により情報処理を行う
    コンピュータ装置において、 プログラムを実行する実行手段と、 前記実行手段によるプログラムの実行中に例外が発生し
    た場合に、当該例外を処理する例外処理手段とを備え、 前記例外処理手段は、 当該プログラムに付加された各コードの実行時における
    資源のロック回数に関する情報に基づいて、前記例外の
    発生時におけるロック回数と前記例外に対する例外ハン
    ドラの実行時におけるロック回数とを求め、二つの当該
    ロック回数の差分だけ資源のロックを解除した後に、当
    該例外に対する処理を実行することを特徴とするコンピ
    ュータ装置。
11. 【請求項１１】 前記例外処理手段は、前記プログラム
    に付加された、前記プログラムにおける各コードのアド
    レスとコードの実行時における資源のロック回数とを対
    応付けた対応情報に基づいて、前記例外を発生したコー
    ドのアドレスから前記例外の発生時における資源のロッ
    ク回数を求めることを特徴とする請求項１０に記載のコ
    ンピュータ装置。
12. 【請求項１２】 前記例外処理手段は、前記プログラム
    に記述された、ｔｒｙ領域内における各コードの実行時
    における資源のロック回数がエンコードされたｔｒｙ領
    域の識別情報を用い、前記例外を発生したコードが含ま
    れるｔｒｙ領域の識別情報をデコードして前記例外の発
    生時における資源のロック回数を求めることを特徴とす
    る請求項１０に記載のコンピュータ装置。
13. 【請求項１３】 プログラムのソースコードをコンパイ
    ルして機械語コードに変換するコンパイラと、 機械語コードに変換された前記プログラムを実行する処
    理装置とを備えたコンピュータ装置において、 前記コンパイラは、 前記プログラムにおける関数のインライン展開に関する
    情報に基づいて、当該関数による資源のロックに関する
    ロック情報を生成するロック情報生成部と、 前記ロック情報に基づいて、前記プログラム中の各コー
    ドの実行時におけるロック回数に関する情報を前記プロ
    グラムに付加する情報付加部とを備え、 前記処理装置は、 前記プログラムの実行中に例外が発生した場合に、前記
    ロック回数に関する情報に基づいて、当該例外を発生し
    たコードの実行時におけるロック回数と前記例外に対す
    る例外ハンドラの実行時におけるロック回数とを求め、
    二つの当該ロック回数の差分だけ資源のロックを解除し
    た後に、当該例外に対する処理を実行することを特徴と
    するコンピュータ装置。
14. 【請求項１４】 前記コンパイラは、 前記プログラム中に存在する不要なロックを削除し、ロ
    ックの削除の結果に応じて前記ロック情報生成部にて生
    成された前記ロック情報を更新する同期最適化部をさら
    に備え、 前記情報付加部は、前記同期最適化部により更新された
    ロック情報に基づいて、前記ロック回数に関する情報を
    前記プログラムに付加することを特徴とする請求項１３
    に記載のコンピュータ装置。
15. 【請求項１５】 コンピュータを制御して実行プログラ
    ムを変換するプログラム変換方法において、 前記実行プログラムにおける関数のインライン展開に関
    する情報に基づいて、当該関数による資源の使用制限に
    関する情報を生成するステップと、 前記情報に基づいて、前記実行プログラム中の各コード
    の実行時における使用制限の状態に関する情報を前記実
    行プログラムに付加するステップとを前記コンピュータ
    に実現させることを特徴とするプログラム変換方法。
16. 【請求項１６】 コンピュータを制御して実行プログラ
    ムを変換する変換プログラムを当該コンピュータの入力
    手段が読取可能に記憶した記憶媒体において、 前記変換プログラムは、 前記実行プログラムにおける関数のインライン展開に関
    する情報に基づいて、当該関数による資源のロックに関
    するロック情報を生成する機能と、 前記ロック情報に基づいて、前記実行プログラム中の各
    コードの実行時におけるロック回数に関する情報を前記
    実行プログラムに付加する機能とを前記コンピュータに
    実現させることを特徴とする記憶媒体。