JP2002312176A - 変換プログラム、コンパイラ、コンピュータ装置、プログラム変換方法及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プログラム中の冗長な符号拡張命令を除去
し、プログラムの実行効率の向上を図る。 【解決手段】 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、特にコンパイラ１０であっ
て、この実行プログラムに対し、この実行プログラム中
で定義されている値を符号拡張するための符号拡張命令
に関する解析を行う機能と、この解析結果に応じて、こ
の実行プログラム中の符号拡張命令のうち、所定の符号
拡張命令を除去する機能とをコンピュータに実現させ
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、プログラム中の冗
長な符号拡張命令を除去することにより、プログラムの
実行効率の向上を図る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンパイラでプログラムをコンパイルす
る場合に、ＣＰＵのアーキテクチャにおけるレジスタサ
イズよりも小さいサイズの値としてプログラム中で定義
されている値に関しては、当該ＣＰＵのレジスタサイズ
に補正した後に計算するようにコードを生成することと
なる。

【０００３】例えば、６４ビットアーキテクチャ（演算
処理やデータ転送を６４ビットで行い、６４ビットのメ
モリ・アドレッシングが可能な仕様）では、レジスタイ
メージは６４ビットである。そのため、プログラム中の
３２ビット、１６ビット、８ビットの各値は、符号拡張
により６４ビットの値として計算する必要がある。ここ
で、符号拡張とは、定義されている値の最上位ビットで
ある符号ビットのさらに上位に当該符号ビットと同じ値
を入れることである。

【０００４】図１８に示すサンプルプログラムにおい
て、「extend()」は３２ビットから６４ビットへの符号
拡張を意味し、「i」はプログラム内で３２ビットの変
数と仮定する。この例で、「mem」が３２ビットのメモ
リ内の値で0xffffffff（符号付き３２ビットで「−
１」）と仮定する場合、符号拡張命令（図中（１）行）
を実行しないと、配列アクセス（図中（２）行）におい
て誤った結果となってしまう。そこで、符号拡張により
値のビット数をＣＰＵのレジスタイメージに対応させる
ことが必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】６４ビットアーキテク
チャにおいて、３２ビットの値の演算を中心とする言語
（例えばＪａｖａ）をコンパイルしようとすると、メモ
リからのロードだけではなく、ほとんどの整数型命令に
対して符号拡張が必要となる。そして、図１８の（１）
行に示したように符号拡張命令を挿入すれば、その分だ
け当該プログラムの実行速度が低下することとなる。

【０００６】ところで、３２ビットアーキテクチャ（す
なわち、レジスタサイズが３２ビット）においても、１
６ビットや８ビットの値を扱う場合には符号拡張が必要
となる。これに対し、３２ビットアーキテクチャのＣＰ
ＵであるＩＡ−３２では、メモリからのロードと符号拡
張とを同時に行う命令（ＭＯＶＳＸ、ＭＯＶＺＸ）が存
在する。したがって、この命令を用いる場合には、符号
拡張によるＣＰＵの負荷を考慮する必要はない。

【０００７】しかし、現時点で６４ビットアーキテクチ
ャにおいては、メモリからのロードと符号拡張とを同時
に行う命令が一般に知られておらず、かつシステムやア
プリケーションの多くが３２ビットアーキテクチャを前
提として設計されているという今日的状況においては、
結果として、多くの整数型命令に対して符号拡張命令が
必要となり、プログラムの実行速度を下げることとな
る。

【０００８】そこで、本発明は、プログラム中の冗長な
符号拡張命令を除去し、プログラムの実行効率の向上を
図ることを目的とする。また、本発明は、プログラムを
コンパイルする際に、冗長な符号拡張命令を除去するこ
とにより、実行効率の高いオブジェクトプログラムを生
成するコンパイラを提供することを他の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する手
段として、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であって、この実行プ
ログラムに対し、この実行プログラム中で定義されてい
る値を符号拡張するための符号拡張命令に関する解析を
行う機能と、この解析結果に応じて、この実行プログラ
ム中の符号拡張命令のうち、所定の符号拡張命令を除去
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。

【００１０】ここで、除去すべき冗長な符号拡張命令と
しては、所定の符号拡張命令における入力値が入力以前
に符号拡張されている場合におけるこの符号拡張命令が
ある。また、所定の符号拡張命令における出力結果が、
この出力結果が使用される全ての場所において符号拡張
以前のデータサイズ以下で使用されている場合における
この符号拡張命令がある。したがって、上記の変換プロ
グラムにて実現される符号拡張命令を除去する機能は、
これらの条件に該当する符号拡張命令を除去する機能を
含む。

【００１１】また、この符号拡張命令を除去する機能
は、選択的にいずれかを除去すべき複数の符号拡張命令
がある場合に、実行頻度の高い符号拡張命令を除去する
構成とすることができる。

【００１２】上述した変換プログラムは、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。

【００１３】また、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、このプログラムを実行する
ＣＰＵのレジスタサイズよりも小さいサイズの値として
このプログラム中で定義されている値に関して、この値
のデータサイズを補正するための補正命令をこのプログ
ラムに付加する補正命令生成部と、この補正命令生成部
にて付加された補正命令のうち、所定の補正命令を除去
する命令除去処理部とを備えることを特徴とする。

【００１４】ここで、この命令除去処理部が除去すべき
冗長な補正命令としては、一定の条件の下で、配列アク
セスのアドレス計算のために付加された前記補正命令が
ある。かかる一定の条件には、言語仕様に基づいて定め
られる条件も含まれる。また、この命令除去処理部は、
この所定の値に関してこのプログラムにおけるループ処
理の外側と内側のいずれか一方で補正命令を除去可能な
場合に、このループ処理の内側に位置する補正命令を除
去する構成とすることができる。さらに、これらの条件
に該当する補正命令を除去するため、この命令除去処理
部は、使用−定義連鎖及び定義−使用連鎖を用いる構成
とすることができる。

【００１５】また、本発明は、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、このプログラム中で定義されている値を符号
拡張するためにこのプログラム中に挿入されている符号
拡張命令のうち、所定の符号拡張命令を除去することを
特徴とする。

【００１６】ここで、このコンパイラは、所定の符号拡
張命令における入力値が入力以前に符号拡張されている
場合、所定の符号拡張命令における出力結果が、この出
力結果が使用される全ての場所において符号拡張以前の
データサイズ以下で使用されている場合に、これらの符
号拡張命令を除去する。また、このコンパイラは、一定
の条件の下で、配列アクセスのアドレス計算のために付
加された前記補正命令を除去する。さらに、このコンパ
イラは、実行頻度の高い符号拡張命令から順に、冗長な
命令かどうかを判断し、除去する。

【００１７】また、本発明は、コンピュータを制御して
プログラムを変換するプログラム変換方法において、こ
の実行プログラムに対し、このプログラム中で定義され
ている値を符号拡張するための符号拡張命令を付加する
ステップと、このプログラムに付加された符号拡張命令
のうち、冗長な命令を除去するステップとを含むことを
特徴とする。

【００１８】

【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。図１７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１７におい
て、コンパイラ１０は、バイトコード（byte code）で
記述された入力プログラムを入力して処理し、機械語で
記述された出力プログラムを生成して出力する。なお、
本実施の形態において、コンパイラ１０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１０により生
成された出力プログラムは、プログラム実行部３０によ
り実行される。

【００１９】図１は、本発明の一実施の形態におけるコ
ンパイラの全体構成を説明する図である。本実施の形態
の背景として、入力プログラムは、３２ビットアーキテ
クチャのＣＰＵで動作することを想定して記述されてい
るものとする。また、図１に示すコンパイラ１０にてコ
ンパイルされた出力プログラムは、６４ビットアーキテ
クチャのＣＰＵで動作するものとする。したがって、コ
ンパイラ１０は、ソースコードで記述された入力プログ
ラムから機械語コードで記述された出力プログラムを生
成する際に、プログラム中の必要な箇所に符号拡張命令
を挿入する。

【００２０】図１を参照すると、本実施の形態のコンパ
イラ１０は、実行プログラムに付加する符号拡張命令を
生成する符号拡張命令生成部１１と、不要な符号拡張命
令の除去を行う符号拡張命令除去処理部１２とを備え
る。図１に示したコンパイラ１０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１に示したコンパイラ
１０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１０は、入力プログラム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。

【００２１】コンパイラ１０の構成要素において、符号
拡張命令生成部１１は、プログラム中の所定の値を３２
ビットから６４ビットに補正する補正命令である符号拡
張命令を生成し、コンパイル対象であるプログラムの所
定の場所に挿入する。符号拡張命令を挿入する場所は、
コンパイル後の出力プログラムが実行されるコンピュー
タ装置のアーキテクチャにおけるレジスタサイズ（６４
ビット）よりも小さいデータサイズの変数の値が定義さ
れている全ての場所である。

【００２２】ところで、プログラムにおける符号拡張命
令を挿入する場所として、変数の定義個所に挿入する方
法と変数の使用個所に挿入する方法の２種類が考えられ
る。しかし、プログラムにおけるループ処理の部分にお
いて、変数の使用個所に挿入する方法で符号拡張命令を
挿入した場合、後述する冗長な符号拡張命令の除去処理
を実行する際に、単に符号拡張命令を除去するだけでは
十分でなく、ループ不変の符号拡張命令をループ外に移
動する処理が必須となる。これに対し、変数の定義個所
に挿入する方法で符号拡張命令を挿入した場合は、変数
の定義位置をループの外に移動するような最適化が行わ
れた場合にのみ、対応する符号拡張命令をループ外に移
動すれば良く、処理工数を削減することができる。ま
た、一般的に、変数の定義個所と使用個所では使用個所
の方が数が多い。そのため、変数の使用個所に符号拡張
命令を挿入する方法は、定義箇所に挿入する方法に比し
て、符号拡張命令の最適化処理に多くの時間を必要とす
る。したがって、変数の定義箇所に符号拡張命令を挿入
することが好ましい。

【００２３】符号拡張命令除去処理部１２は、符号拡張
命令生成部１１によりプログラムに挿入された符号拡張
命令のうち、冗長な符号拡張命令を除去する。ここで、
除去可能な符号拡張命令とは、次の二つの場合である。 １．符号拡張命令の入力（値）が必ず既に符号拡張され
ている場合。 ２．符号拡張命令の出力結果が全ての場所で入力のデー
タサイズ以下で使用されている場合。

【００２４】実際に符号拡張命令を除去する処理は、例
えば、上記二つの条件を両方とも用いて除去を行う場
合、次の２段階のステップで実行することができる。ま
ず、後方データフロー解析を用いて、各符号拡張命令の
出力結果に関して、当該出力結果が使用される全ての場
所において、符号拡張前のデータサイズ（３２ビットか
ら６４ビットへの符号拡張の場合は３２ビット）以下で
使用されているかどうかを調べる。そして、これに該当
する符号拡張命令を除去する。次に、前方データフロー
解析を用いて、各符号拡張命令の入力に関して、必ず既
に符号拡張されているかどうかを調べる。そして、これ
に該当する符号拡張命令を除去する。なお、実際の除去
処理において上の二つのステップは、いずれを先に実行
しても良い。また、冗長な命令の除去によるプログラム
の効率化の効果は劣るが、いずれか一方のみを実行して
も良い。

【００２５】図２は、上述した本実施の形態による、符
号拡張命令生成部１１による符号拡張命令の挿入（ステ
ップ２０１）から、符号拡張命令除去処理部１２による
符号拡張命令の除去処理（ステップ２０２、２０３）ま
での処理の流れを示すフローチャートである。

【００２６】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。図３は、本実施の形態におけるコンパイラの全
体構成を説明する図である。図３に示すコンパイラ２０
は、図１７のコンピュータ装置において、コンパイラ１
０に代えて設けられる。本実施の形態においても、入力
プログラムは、３２ビットアーキテクチャのＣＰＵで動
作することを想定して記述されているものとする。ま
た、図３に示すコンパイラ２０にてコンパイルされた出
力プログラムは、６４ビットアーキテクチャのＣＰＵで
動作するものとする。したがって、コンパイラ２０は、
ソースコードで記述された入力プログラムから機械語コ
ードで記述された出力プログラムを生成する際に、プロ
グラム中の必要な箇所に符号拡張命令を挿入する。

【００２７】図１及び図２を参照して説明した実施の形
態によっても、多くの冗長な符号拡張命令を除去するこ
とができる。しかし、次のような場合には、不要な符号
拡張命令が除去されずに残ってしまう。すなわち、ルー
プの誘導変数が配列のインデックスとして使われている
場合、ループ内の当該変数に対する符号拡張命令は除去
できない。その理由は、配列アクセスのアドレス計算そ
のものはレジスタサイズで計算されることから、出力結
果の解析処理（図２のステップ２０２参照）では除去条
件に該当しないためである。また、ループ内で変数が更
新されることから、入力の解析処理（図２のステップ２
０３）でも除去条件に該当しないためである。また、図
１及び図２に示した実施の形態は、一定の条件の下で
は、必ずしも効率の良い符号拡張命令の除去処理ができ
るとは限らない。例えば、プログラム中のループ処理の
外側または内側のどちらか片方しか符号拡張命令を除去
できない場合、実行頻度の高いループ処理の内側の符号
拡張命令を除去する方がコンパイル後のプログラムにお
ける実行速度の向上を期待できる。しかしながら、後方
データフロー解析を使った出力結果の解析処理では実行
順で後の符号拡張命令が残る傾向にあり、前方データフ
ロー解析を使った入力の解析処理では実行順で先の符号
拡張命令が残る傾向にあり、いずれもループ処理の構造
及び命令の実行頻度を考慮してはいないため、プログラ
ムの記述順序によっては、ループ処理の内側の符号拡張
命令が残る場合がある。図３に示した本実施の形態によ
れば、このような場合にも効果的に不要な符号拡張命令
を除去することが可能である。

【００２８】図３を参照すると、本実施の形態のコンパ
イラ２０は、プログラムに付加する符号拡張命令を生成
する符号拡張命令生成部２１と、不要な符号拡張命令の
除去順を決定する除去順決定部２２と、実際に符号拡張
命令の除去を行う符号拡張命令除去処理部２３とを備え
る。図３に示したコンパイラ２０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３に示したコンパイラ２０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２
０は、入力プログラム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。

【００２９】コンパイラ２０の構成要素において、符号
拡張命令生成部２１は、図１に示したコンパイラ１０に
おける符号拡張命令生成部１１と同様であり、コンパイ
ル後の出力プログラムが実行されるコンピュータ装置の
アーキテクチャにおけるレジスタサイズ（６４ビット）
よりも小さいデータサイズの変数の値が定義されている
全ての場所に符号拡張命令を挿入する。

【００３０】除去順決定部２２は、コンパイラ２０の出
力プログラム（コンパイル後のプログラム）が実行され
た場合に、実行される頻度が高いと予想される符号拡張
命令から順に除去順を決定する。これは、選択的にいず
れか一方を除去すべき複数の前記符号拡張命令がある場
合に、実行頻度の高い方の符号拡張命令を除去すること
により、コンパイル後のプログラムにおける実行速度の
一層の向上を図るためである。

【００３１】具体的には、例えば、プログラム中におけ
るループ処理の外側及び内側に存在する符号拡張命令の
うち、どちらか一方しか除去できない場合がある。この
場合、ループの内側ほど実行される頻度が高いため、ル
ープの最内ネストから順に符号拡張命令を除去すること
が好ましい。また、プログラム中には必ず実行されるパ
スと条件に応じて実行されるパスとが存在する。そこ
で、これら２種類のパスに記述された符号拡張命令のう
ち一方しか除去できない場合は、必ず実行されるパスに
記述された符号拡張命令を除去することが好ましい。

【００３２】図８は、除去順決定部２２をコンパイラ２
０に実装するためのアルゴリズムの例を示す図である。
図中、「EliminateOneExtend(I)」は、一つの符号拡張
命令Ｉに対する除去処理（後述）に移行することを示
す。なお、どのような状況においてどの符号拡張命令の
実行頻度が高いかは、状況に応じて個別的に判断し、設
定しておくことができる。また、どちらの符号拡張命令
の実行頻度が高いかを判断できない場合は、前方データ
フロー解析や後方データフロー解析などの通常の手法に
したがう順番で符号拡張命令の除去を行えば良い。複数
の符号拡張命令のうち選択的に一方しか除去できない場
合としては、例えば、配列アクセスのアドレス計算に対
する符号拡張命令は、配列インデックスにかかわる計算
の一箇所で行えば良い場合が多い。そのため、ある場所
で符号拡張命令を除去した影響で、他の符号拡張命令を
除去できなくなる場合がある。

【００３３】符号拡張命令除去処理部２３は、除去順決
定部２２によって決定された除去順にしたがって、符号
拡張命令の除去処理を行う。また、本実施の形態の符号
拡張命令除去処理部２３は、一定の条件の下で、配列ア
クセスのアドレス計算のために配列インデックスに付加
された符号拡張命令を除去する。

【００３４】図４は、符号拡張命令除去処理部２３が、
プログラム中の一つの符号拡張命令を除去する際の動作
を説明するフローチャートである。符号拡張命令除去処
理部２３は、除去順決定部２２により決定された順番に
従って、各符号拡張命令に対して図４に示す処理を行
い、必要に応じて符号拡張命令の除去処理を行う。図４
に示すように、符号拡張命令除去処理部２３は、まず、
処理対象の符号拡張命令を順次入力する（ステップ４０
１）。そして、対象である符号拡張命令の出力について
解析処理を行い（ステップ４０２）、解析結果に応じて
符号拡張が必要かどうかを判断する（ステップ４０
３）。解析処理及び判断の詳細については後述する。符
号拡張が不要と判断した場合は、当該符号拡張命令を除
去する（ステップ４０６）。

【００３５】一方、出力についての解析では符号拡張が
不要と判断できなかった場合は、次に当該符号拡張命令
の入力について解析を行い（ステップ４０４）、解析結
果に応じて符号拡張が必要かどうかを判断する（ステッ
プ４０５）。解析処理及び判断の詳細については後述す
る。符号拡張が不要と判断した場合は、当該符号拡張命
令を除去する（ステップ４０６）。また、入力について
の解析においても符号拡張が不要と判断できなかった場
合は、当該符号拡張命令を除去せずに処理を終了する。
なお、符号拡張命令の出力に関する解析処理及び判断
（ステップ４０２、４０３）と、符号拡張命令の入力に
関する解析処理及び判断（ステップ４０４、４０５）と
は、いずれを先に実行しても良いことは言うまでもな
い。

【００３６】図９は、符号拡張命令除去処理部２３をコ
ンパイラ２０に実装するためのアルゴリズムの例を示す
図である。図９において、符号拡張命令の出力に関する
解析処理にはＤＵ−ｃｈａｉｎ（definition-use chai
n：定義−使用連鎖）が用いられ、符号拡張命令の入力
に関する解析処理にはＵＤ−ｃｈａｉｎ（use-definiti
on chain：使用−定義連鎖）が用いられている。なお、
ＤＵ−ｃｈａｉｎ及びＵＤ−ｃｈａｉｎは、符号拡張命
令除去処理部２３による処理が開始される前の段階で作
成されている。なお、図中、EXT、Extend、Extend命令
などとあるのは符号拡張命令である（以下、図１０乃至
図１６において同様）。

【００３７】ここで、符号拡張命令を除去できる場合
は、まず、「１．符号拡張命令の入力（値）が必ず既に
符号拡張されている場合」及び「２．符号拡張命令の出
力結果が全ての場所で入力のデータサイズ以下で使用さ
れている場合」である。したがって、ステップ４０２、
４０３の解析処理及び判断において、第２の条件を判断
し、ステップ４０４、４０５の解析処理及び判断におい
て、第１の条件を判断する。しかしながら、かかる条件
だけでは、上述したように、配列のアドレス計算のため
に配列インデックスに付加された符号拡張命令は除去で
きずに残ってしまう場合が多い。ところが、言語仕様に
より負のインデックスを使って配列をアクセスしてはい
けないと定められている言語（Ｊａｖａ、Ｃ、Ｃ＋＋な
ど）では、配列インデックスに必ず負の値が入らないと
仮定することで、一定の条件下、符号拡張を不要とする
ことができる（下記、定理１、定理２、定理３）。そこ
で、符号拡張命令の出力についての解析処理（ステップ
４０２）において、上述した第２の条件の他に、配列の
アドレス計算のために配列インデックスに付加された符
号拡張命令が定理１、定理２、定理３に該当するかどう
かを判断し、該当する場合は当該符号拡張命令を除去す
る。以下、各定理について説明する。

【００３８】＜定理１＞次の２つの条件が全て満たされ
る場合、配列インデックスａにてアクセスされる配列の
アドレス計算には、当該配列インデックスａに対して３
２ビットから６４ビットへの符号拡張は必要ない。 （１）配列インデックスａの上位３２ビットが０で初期
化されている。 （２）言語仕様により、配列インデックスａの下位３２
ビットについて、 0 ≦ 配列インデックスａの下位３２ビット ≦ 0x7ffff
fff が成り立つ。 ＜証明＞条件（１）より、配列インデックスａの取り得
る範囲は、0 〜 0xffffffffである。また条件（２）に
より、0 ≦ 配列インデックスａ ≦ 0x7fffffffとな
り、負の値にはならない。したがって、符号拡張は必要
ない。

【００３９】＜定理２＞次の３つの条件が全て満たされ
るときには、配列インデックス（ａ＋ｂ）でアクセスさ
れる配列のアドレス計算には、配列インデックス（ａ＋
ｂ）に対して３２ビットから６４ビットへの符号拡張は
必要ない。 （１）配列インデックスａ、ｂは両方とも既に符号拡張
されている。 （２）配列インデックスａまたは配列インデックスｂの
どちらかの値が0 〜 0x7fffffffの範囲内にある。 （３）言語仕様により、配列インデックス（ａ＋ｂ）の
下位３２ビットについて、 0 ≦ 配列インデックス（ａ＋ｂ）の下位３２ビット ≦
0x7fffffff が成り立つ。 ＜証明＞配列インデックス（ａ＋ｂ）について、配列イ
ンデックスａと配列インデックスｂとは交換可能である
ため、配列インデックスａが条件（２）に合うときのみ
を証明できれば、配列インデックスｂが条件（２）に合
うときについても同様に証明することができる。したが
って、配列インデックスａが条件（２）に合う場合、す
なわち配列インデックスａが 0 〜 0x7fffffff の範囲
内にある場合について説明する。 ｉ）配列インデックスｂが 0 〜 0x7fffffff の範囲の
とき：配列インデックス（ａ＋ｂ）の取り得る範囲は 0
〜 0xffffffff となり、上位３２ビットについて０で
あることが保証されているので、定理１より、符号拡張
は必要ない。 ｉｉ）配列インデックスｂが 0xffffffff80000000 〜 0
xffffffffffffffff の範囲のとき：配列インデックス
（ａ＋ｂ）の取りうる範囲は 0xffffffff80000000〜 0x
ffffffffffffffff、及び 0 〜 0x7ffffffe である。条
件（３）により、配列インデックス（ａ＋ｂ）は0 ≦
配列インデックス（ａ＋ｂ） ＜ 0x7fffffffとなり、負
の値にはならないため、符号拡張は必要ない。

【００４０】また、配列の大きさの上限が、ある値に制
限されている（または制限できる）場合には、定理２を
拡張した次の定理３が導き出せる。定理３を利用する
と、片方が負の値の足し算式であっても、符号拡張命令
の除去を行うことができる。例えば、Ｊａｖａ言語で
は、言語仕様上の配列の大きさの最大値は0x7fffffffと
なるので、配列インデックスａまたは配列インデックス
ｂのどちらかの値が -1 〜 0x7fffffff の範囲内にあ
り、配列インデックスａ、ｂの両方が符号拡張されてい
れば、配列インデックス（ａ＋ｂ）でアクセスされる配
列のアドレス計算には、配列インデックス（ａ＋ｂ）に
対して符号拡張は必要なくなる。また、別の例を挙げる
と、言語処理システムの実装上の制限等により、配列の
大きさの最大値が、例えば0x1fffffffに制限できる場合
は、配列インデックスａまたは配列インデックスｂのど
ちらかの値が 0xffffffff9fffffff(-1610612737)〜 0x7
fffffff の範囲内にあり、配列インデックスａ、ｂの両
方が符号拡張されていれば、配列インデックス（ａ＋
ｂ）でアクセスされる配列のアドレス計算には、配列イ
ンデックス（ａ＋ｂ）に対して符号拡張は必要なくな
る。

【００４１】＜定理３＞次の４つの条件がすべて満たさ
れるときには、配列インデックス（ａ＋ｂ）でアクセス
される配列のアドレス計算には、配列インデックス（ａ
＋ｂ）に対して３２ビットから６４ビットへの符号拡張
は必要ない。 （１）配列の大きさの上限がmaxlenで与えられ、0 ≦ m
axlen ≦ 0x7fffffff が成り立つ。 （２）配列インデックスａ、ｂは両方ともすでに符号拡
張されている。 （３）配列インデックスａまたは配列インデックスｂの
どちらかの値が (maxlen-1)-0x7fffffff 〜 0x7fffffff
の範囲内にある。 （４）言語仕様により、配列インデックス（ａ＋ｂ）の
下位３２ビットについて、 0 ≦ 配列インデックス（ａ＋ｂ）の下位３２ビット ＜
maxlen ≦ 0x7fffffff が成り立つ。 ＜証明＞配列インデックス（ａ＋ｂ）について、配列イ
ンデックスａと配列インデックスｂとは交換可能である
ため、配列インデックスａが条件（３）に合うときのみ
を証明できれば、配列インデックスｂが条件（３）に合
うときについても同様に証明することができる。したが
って、配列インデックスａが条件（３）に合う場合につ
いて説明する。 ａ）配列インデックスａが 0 〜 0x7fffffff の範囲内
にある場合 定理２より、この場合は、符号拡張は必要ない。 ｂ）配列インデックスａが (maxlen-1)-0x7fffffff 〜
0xffffffffffffffffの範囲内にある場合 ｉ）配列インデックスｂが 0 〜 0x7fffffff の範囲の
とき：定理２より、こ の場合は、符号拡張は必要ない。 ｉｉ）配列インデックスｂが 0xffffffff80000000 〜 0
xffffffffffffffffの範囲のとき：配列インデックス
（ａ＋ｂ）の取り得る範囲は0xffffffff00000000+maxle
n 〜 0xfffffffffffffffeであり、配列インデックス
（ａ＋ｂ）の下位３２ビットの取り得る範囲はmaxlen
〜 0xfffffffeとなる。この場合、条件（４）が成り立
つことは一切ないため、条件外となり、符号拡張は必要
である。

【００４２】次に、図４に示した符号拡張命令除去処理
部２３による、符号拡張命令の出力についての解析処理
及び判断（ステップ４０２、４０３）の詳細を説明す
る。図５は、符号拡張命令の出力についての解析処理の
内容を説明するフローチャートである。上述したよう
に、この処理には、上記の定理１、定理２、定理３に基
づいて、配列のアドレス計算のために付加された符号拡
張命令が必要かどうかを判断する処理が含まれる。

【００４３】図５に示すように、符号拡張命令除去処理
部２３は、まず、符号拡張命令をＥ、解析対象の値をＴ
とする（ステップ５０１）。さらに、符号拡張命令Ｅに
よる解析対象Ｔの出力変数をＤとし（ステップ５０
２）、出力変数Ｄを使用する命令をＩとする（ステップ
５０３）。そして、命令Ｉが出力変数Ｄの上位３２ビッ
トの値に全く影響を受けない命令かどうかを判断する
（ステップ５０４）。

【００４４】命令Ｉが出力変数Ｄの上位３２ビットの値
に影響を受る命令である場合、次に符号拡張命令除去処
理部２３は、命令Ｉの出力結果に関して符号拡張の必要
なしと判断できるならば、解析対象Ｔも必要なしと判断
できるかどうかを調べる（ステップ５０５）。解析対象
Ｔも必要なしと判断した場合、符号拡張命令除去処理部
２３は、この命令Ｉの出力結果に対して本処理（図５の
処理）を再帰的に呼び出して実行する（ステップ５０
６）。解析対象Ｔも必要なしと判断できる命令には、例
えばＣＯＰＹ命令がある。

【００４５】一方、ステップ５０５で解析対象Ｔが必要
であると判断した場合、次に符号拡張命令除去処理部２
３は、この命令Ｉが配列のアドレス計算のための命令か
どうかを判断する（ステップ５０７）。命令Ｉが配列の
アドレス計算のための命令である場合は、かかる命令に
対する解析処理を実行する（ステップ５０８）。命令Ｉ
が配列のアドレス計算のための命令でない場合は、図４
のステップ４０３において、当該符号拡張命令Ｅが必要
であると判断する。また、ステップ５０６、５０８の解
析処理を経て符号拡張が必要と判断された場合も、図４
のステップ４０３において、当該符号拡張命令Ｅが必要
であると判断する（ステップ５０９）。

【００４６】ステップ５０４において命令Ｉが出力変数
Ｄの上位３２ビットの値に影響を受けない命令である場
合、及びステップ５０９において符号拡張が不要と判断
された場合、符号拡張命令除去処理部２３は、出力変数
Ｄを使用している命令が他にも存在するかどうかを調
べ、存在するならば、当該他の命令を新たに命令Ｉとし
て処理を繰り返す（ステップ５１０、５０３）。一方、
出力変数Ｄを使用している命令が他に存在しない場合、
すなわち出力変数Ｄを使用している全ての命令について
当該符号拡張命令Ｅが必要であると判断できなかった場
合は、図４のステップ４０３において、当該符号拡張命
令Ｅを不要であると判断する。

【００４７】図１０は、符号拡張命令除去処理部２３が
図５に示した符号拡張命令の出力に関する解析処理及び
判断を実行するためのアルゴリズムの例を示す図である
（図９における＜USEに対するExtend命令は必要か解析
＞（EXT, I）の内容）。図１０において、５行目の「ca
se 明示的な整数型cast命令：」から１１行目の「case
符号無し右シフト命令：」までがステップ５０４の条件
分岐に対応する。また、１３行目の「case 足し算命
令：」から２０行目の「case コピー命令：」までがス
テップ５０５の条件分岐に対応する。また、２６行目の
「case 配列のアドレス計算：」がステップ５０７の条
件分岐に対応する。

【００４８】次に、ステップ５０８の処理の内容につい
て説明する。図６は、配列のアドレス計算のための命令
に対する解析処理を説明するフローチャートである。図
６に示すように、符号拡張命令除去処理部２３は、ま
ず、符号拡張命令をＥ、解析対象の値をＴとする（ステ
ップ６０１）。さらに、符号拡張命令Ｅの入力変数をＳ
とし（ステップ６０２）、入力変数Ｓを設定している命
令をＩとする（ステップ６０３）。そして、命令Ｉの出
力結果の上位３２ビットが必ず０であるかどうかを判断
する（ステップ６０４）。この判断は、上述した定理１
の適用に相当する。

【００４９】命令Ｉの出力結果の上位３２ビットが必ず
０であるとは言えない場合、次に、符号拡張命令除去処
理部２３は、命令Ｉが足し算か引き算命令であり、かつ
命令Ｉの出力変数の仕様箇所が１カ所かどうかを判断す
る（ステップ６０５）。命令Ｉがこの条件を満足する場
合、次に、符号拡張命令除去処理部２３は、命令Ｉのオ
ペランドについて、上述した定理２または定理２を拡張
した定理３の条件が成り立つかどうかを判断する（ステ
ップ６０６）。命令Ｉがステップ６０５の条件を満足し
ない場合、または命令Ｉのオペランドについて定理２あ
るいは定理３の条件が成立しない場合は、図４のステッ
プ４０３において、当該符号拡張命令Ｅが必要であると
判断する。

【００５０】ステップ６０４において命令Ｉの出力結果
の上位３２ビットは必ず０であると判断した場合、及び
ステップ６０６において命令Ｉのオペランドについて定
理２または定理３の条件が成立する場合、符号拡張命令
除去処理部２３は、入力変数Ｓを設定している命令が他
にも存在するかどうかを調べ、存在するならば、当該他
の命令を新たに命令Ｉとして処理を繰り返す（ステップ
６０７、６０３）。一方、入力変数Ｓを設定している命
令が他に存在しない場合、すなわち入力変数Ｓを設定し
ている全ての命令について当該符号拡張命令Ｅが必要で
あると判断できなかった場合は、図４のステップ４０３
において、当該符号拡張命令Ｅを不要であると判断す
る。

【００５１】図１１は、符号拡張命令除去処理部２３が
図６に示した配列のアドレス計算のための命令に対する
解析処理を実行するためのアルゴリズムの例を示す図で
ある（図１０における＜配列のアドレス計算についてEx
tend命令は必要か解析＞（EXT, I（図１１ではEOP2））
の内容）。図１１の９、１０行目において、定理３を用
いることが記述されているが、言語仕様によっては定理
２を用いることができる。定理２を用いる場合、条件の
うち、「Dのどちらか片方のオペランドは−１以上であ
る」の部分が「Dのどちらか片方のオペランドは０以上
である」に変わることとなる。

【００５２】次に、図４に示した符号拡張命令除去処理
部２３による、符号拡張命令の入力についての解析処理
及び判断（ステップ４０４、４０５）の詳細を説明す
る。図７は、符号拡張命令の入力についての解析処理の
内容を説明するフローチャートである。図７に示すよう
に、符号拡張命令除去処理部２３は、まず、解析対象の
符号拡張命令をＥとし（ステップ７０１）、命令Ｅの入
力変数をＳとし（ステップ７０２）、入力変数Ｓを設定
している命令をＩとする（ステップ７０３）。そして、
命令Ｉの出力が必ず符号拡張されているかどうかを判断
する（ステップ７０４）。命令Ｉの出力が必ず符号拡張
されている命令としては、例えば配列の長さを返す命令
などがある。

【００５３】命令Ｉの出力が必ず符号拡張されていると
は言えない場合、次に、符号拡張命令除去処理部２３
は、命令Ｉの入力変数Ｓが符号拡張されていれば、解析
対象である符号拡張命令Ｅも必要なしと判断できるかど
うかを調べる（ステップ７０５）。符号拡張命令Ｅも必
要なしと判断した場合、符号拡張命令除去処理部２３
は、この命令Ｉの入力に対して本処理（図７の処理）を
再帰的に呼び出して実行する（ステップ７０６）。符号
拡張命令Ｅも必要なしと判断できる命令には、例えばＣ
ＯＰＹ命令がある。

【００５４】ステップ７０５において、命令Ｉの入力変
数Ｓが符号拡張されていても解析対象である符号拡張命
令Ｅが必要であると判断された場合、図４のステップ４
０３において、当該符号拡張命令Ｅが必要であると判断
する（ステップ７０７）。また、ステップ７０６の解析
処理を経て符号拡張が必要と判断された場合も、図４の
ステップ４０３において、当該符号拡張命令Ｅが必要で
あると判断する（ステップ７０７）。

【００５５】ステップ７０４において命令Ｉの出力が必
ず符号拡張されている場合、及びステップ７０７におい
て符号拡張が不要と判断された場合、符号拡張命令除去
処理部２３は、入力変数Ｓを設定している命令が他にも
存在するかどうかを調べ、存在するならば、当該他の命
令を新たに命令Ｉとして処理を繰り返す（ステップ７０
８、７０３）。一方、入力変数Ｓを設定している命令が
他に存在しない場合、すなわち入力変数Ｓを設定してい
る全ての命令について当該符号拡張命令が必要であると
判断できなかった場合は、図４のステップ４０３におい
て、当該符号拡張命令Ｅを不要であると判断する。

【００５６】図１２は、符号拡張命令除去処理部２３が
図７に示した符号拡張命令の入力に関する解析処理及び
判断を実行するためのアルゴリズムの例を示す図である
（図９における＜Destinationに対してExtend命令は必
要か解析＞（I）の内容）。図１２において、５行目の
「case Ｉの出力結果が符号拡張された状態になってい
るもの：」がステップ７０４の条件分岐に対応する。ま
た、８行目の「caseコピー命令：」がステップ７０５の
条件分岐に対応する。

【００５７】次に、サンプルプログラムに対する符号拡
張命令の付加及び除去処理の実行例を示す。図１３は、
本実施の形態により符号拡張命令の挿入及び除去を行う
対象のサンプルプログラムを示す図である。ここでは、
サンプルプログラムに対し、図３に示した実施の形態の
コンパイラ２０により符号拡張命令の付加及び除去処理
を行うこととする。また、各処理は、図８乃至図１２に
示したアルゴリズムにしたがうこととする。

【００５８】まず、図１３に示すサンプルプログラムが
コンパイラ２０に入力され、符号拡張命令生成部２１が
このサンプルプログラムに符号拡張命令を挿入する。図
１４は、図１３のサンプルプログラムにおける所定の箇
所に対して符号拡張命令（extend）を生成した状態の中
間表現を示す図である。図１４において、（２）、
（４）、（７）、（９）、（１５）の各行が符号拡張命
令である。

【００５９】次に、除去順決定部２２が、図８に示した
アルゴリズムにしたがって、図１４のプログラム中の各
符号拡張命令に対して、除去処理を行う順番が決定され
る。ここでは、サンプルプログラムを実行する際の実行
頻度の高いものから、（１５）→（２）→（４）→
（７）→（９）の順で符号拡張命令の除去を行うように
決定されたものとする。

【００６０】最初に、（１５）の符号拡張命令の除去を
試みる。（１５）のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵ
ＳＥの場所（出力結果を使用している命令）は（１
１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１５）、（１
６）の各命令である。この中で（１２）以外は、図９及
び図１０に示した＜ＵＳＥに対するＥｘｔｅｎｄ命令は
必要か解析＞のアルゴリズムにより、符号拡張命令は不
要と判断される。また、（１２）については、図１０及
び図１１に示した＜配列のアドレス計算についてＥｘｔ
ｅｎｄ命令が必要であるか解析＞のアルゴリズムによ
り、符号拡張命令は不要と判断される。その結果、（１
５）の符号拡張命令は除去される。

【００６１】次に、（２）の符号拡張命令の除去を試み
る。（２）のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの
場所は（５）であり、（５）はコピー命令なので、図１
０に示すアルゴリズムにより、（５）の命令の出力結果
を使用している命令が次に解析される。そして、（５）
のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの場所は
（６）である。（６）は引き算命令なので、図１０に示
すアルゴリズムにより、さらに（６）の命令の出力結果
を使用している命令が解析される。そして、（６）のｄ
ｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの場所は（７）で
あり、符号拡張命令なので、図１０に示すアルゴリズム
により、不要と判断される。その結果、（２）の符号拡
張命令は除去される。

【００６２】次に、（４）の符号拡張命令の除去を試み
る。（４）のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの
場所は（１０）、（１６）の各命令であり、いずれも図
９及び図１０に示す＜ＵＳＥに対するＥｘｔｅｎｄ命令
は必要か解析＞のアルゴリズムにより、符号拡張命令は
不要と判断される。その結果、（４）の符号拡張命令は
除去される。

【００６３】次に、（７）の符号拡張命令の除去を試み
る。（７）のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの
場所は（１０）、（１１）、（１２）、（１３）、（１
４）、（１６）の各命令である。そこで、図９及び図１
０のアルゴリズムにより個々に解析していくこととなる
が、（１２）におけるＵＳＥ（（７）の出力結果の使
用）に対しては、（１５）を以前に除去している影響で
必要と判断される。そのため、（７）の符号拡張命令は
除去されない。

【００６４】次に、（９）の符号拡張命令の除去を試み
る。（９）のｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの
場所は（１１）であり、図９及び図１０に示した＜ＵＳ
Ｅに対するＥｘｔｅｎｄ命令は必要か解析＞のアルゴリ
ズムにより、符号拡張命令は不要と判断される。その結
果、（９）の符号拡張命令は除去される。

【００６５】以上の処理の結果、（７）以外の符号拡張
命令は除去される。図１５は、図１４のプログラムに対
して上記の除去順を考慮した符号拡張命令の除去処理を
行った結果を示す図である。

【００６６】ここで、図１３のサンプルプログラムに対
して、図１に示した実施の形態のコンパイラ１０により
符号拡張命令の付加及び除去処理を行った場合について
考える。なお、各処理は図９乃至図１２のアルゴリズム
にしたがって実行されるものとする。まず、符号拡張命
令生成部１１により、図１３のサンプルプログラムに対
して符号拡張命令が付加され、図１４に示した状態とな
る。図１のコンパイラ１０は符号拡張命令の実行頻度に
応じて除去処理を行う順番を決定する手段を持たないの
で、例えばプログラムの先頭から順に符号拡張命令の除
去を試みるものとする。

【００６７】この場合、上述した手順と同様の手順で
（２）、（４）の符号拡張命令が除去され、次に（７）
の符号拡張命令の除去が試みられる。（７）のｄｅｓｔ
ｉｎａｔｉｏｎに対するＵＳＥの場所は（１０）、（１
１）、（１２）、（１３）、（１４）、（１６）の各命
令である。したがって、（１２）以外は、図９及び図１
０に示した＜ＵＳＥに対するＥｘｔｅｎｄ命令は必要か
解析＞のアルゴリズムにより、符号拡張命令は不要と判
断される。また、（１２）は、図１０及び図１１に示し
た＜配列のアドレス計算についてＥｘｔｅｎｄ命令が必
要であるか解析＞のアルゴリズムにより、符号拡張命令
は不要と判断される。その結果、（７）の符号拡張命令
は除去される。

【００６８】次に、（９）の符号拡張命令が上述した手
順と同様の手順で除去され、次に（１５）の符号拡張命
令の除去が試みられる。（１５）のｄｅｓｔｉｎａｔｉ
ｏｎに対するＵＳＥの場所は（１１）、（１２）、（１
３）、（１４）、（１５）、（１６）の各命令である。
そして、（１２）におけるＵＳＥ（（１５）の出力結果
の使用）に対しては、（７）を以前に除去している影響
で必要と判断される。そのため、（１５）の符号拡張命
令は除去されない。

【００６９】以上の処理の結果、（１５）以外の符号拡
張命令が除去されることとなる。図１６は、図１４のプ
ログラムに対して上記の除去順を考慮しない符号拡張命
令の除去処理を行った結果を示す図である。

【００７０】図１５、１６の処理結果を比較すると、
（７）と（１５）の符号拡張命令については、いずれか
一方が除去され、他方が残ることとなる。いずれの場合
であっても、（２）、（４）、（９）の符号拡張命令と
（７）または（１５）の符号拡張命令の一方とを除去す
ることにより、プログラムの実行効率を向上させること
が可能である。数値計算処理プログラム（メソッドレベ
ル）であれば最大で２倍程度、アプリケーションプログ
ラムであれば最大１２パーセント程度のパフォーマンス
の向上が期待できる。しかしながら、ループ内が実行さ
れることにより、（７）の符号拡張命令が残っている場
合よりも（１５）の符号拡張命令が残っている場合の方
が、実行速度が落ちてしまう。したがって、除去順を考
慮して符号拡張命令の除去処理を行う方が、（１５）の
符号拡張命令を除去できる分だけ、さらにプログラムの
実行効率を向上させることができることがわかる。

【００７１】なお、上述した実施の形態では、本発明に
よる符号拡張命令の付加及び除去処理をコンパイラの機
能として実現する場合について説明した。しかし本発明
は、コンパイラの機能として実現する他に、所定のプロ
グラムを処理対象とし、プログラム中に符号拡張命令を
生成し、かつ生成した符号拡張命令のうちで冗長なもの
を除去するプログラム変換手段としてコンピュータ装置
に設けることもできる。また、既にプログラム中に挿入
されている符号拡張命令を検出し、冗長な命令を除去す
るプログラム変換手段としてコンピュータ装置に設ける
こともできる。さらに、処理対象である言語について
も、コンパイラ言語に限らず、応用可能な範囲でインタ
プリタ言語に関しても利用することが可能である（例え
ば、符号拡張命令の入力が符号拡張不要の状態になって
いる場合に符号拡張命令を除去する手法）。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プログラム中の冗長な符号拡張命令を除去し、プログラ
ムの実行効率の向上を図ることが可能となる。また、本
発明によれば、プログラムをコンパイルする際に、冗長
な符号拡張命令を除去することにより、実行効率の高い
オブジェクトプログラムを生成するコンパイラを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態におけるコンパイラの
全体構成を説明する図である。

【図２】 図１のコンパイラによる符号拡張命令の挿入
から除去処理までの処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図３】 本発明の他の実施の形態におけるコンパイラ
の全体構成を説明する図である。

【図４】 図３のコンパイラにおける符号拡張命令除去
処理部が、プログラム中の一つの符号拡張命令を除去す
る動作を説明するフローチャートである。

【図５】 図４の動作における符号拡張命令の出力につ
いての解析処理の内容を説明するフローチャートであ
る。

【図６】 図５の動作における配列のアドレス計算のた
めの命令に対する解析処理を説明するフローチャートで
ある。

【図７】 図４の動作における符号拡張命令の入力につ
いての解析処理の内容を説明するフローチャートであ
る。

【図８】 本実施の形態における除去順決定部をコンパ
イラに実装するためのアルゴリズムの例を示す図であ
る。

【図９】 本実施の形態における符号拡張命令除去処理
部をコンパイラに実装するためのアルゴリズムの例を示
す図である。

【図１０】 本実施の形態における符号拡張命令除去処
理部が符号拡張命令の出力に関する解析処理及び判断を
実行するためのアルゴリズムの例を示す図である。

【図１１】 本実施の形態における符号拡張命令除去処
理部が配列のアドレス計算のための命令に対する解析処
理を実行するためのアルゴリズムの例を示す図である。

【図１２】 本実施の形態における符号拡張命令除去処
理部が符号拡張命令の入力に関する解析処理及び判断を
実行するためのアルゴリズムの例を示す図である。

【図１３】 本実施の形態により符号拡張命令の挿入及
び除去を行う対象のサンプルプログラムを示す図であ
る。

【図１４】 図１３のサンプルプログラムにおける所定
の箇所に対して符号拡張命令を生成した状態の中間表現
を示す図である。

【図１５】 図１４のプログラムに対して除去順を考慮
して符号拡張命令の除去処理を行った結果を示す図であ
る。

【図１６】 図１４のプログラムに対して除去順を考慮
せずに符号拡張命令の除去処理を行った結果を示す図で
ある。

【図１７】 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１８】 符号拡張命令の必要性を説明するサンプル
プログラムである。

【符号の説明】

１０、２０…コンパイラ、１１、２１…符号拡張命令生
成部、１２、２３…符号拡張命令除去処理部、２２…除
去順決定部

フロントページの続き (72)発明者 川人 基弘 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 (72)発明者 小松 秀昭 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 CC00 CC11

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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対し、当該実行プログラム中で定
   義されている値を符号拡張するための符号拡張命令に関
   する解析を行う機能と、 解析結果に応じて、前記実行プログラム中の前記符号拡
   張命令のうち、冗長な符号拡張命令を除去する機能とを
   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。
2. 【請求項２】 前記符号拡張命令を除去する機能は、所
   定の符号拡張命令における入力値が入力以前に符号拡張
   されている場合に、当該符号拡張命令を除去する機能を
   含むことを特徴とする請求項１に記載の変換プログラ
   ム。
3. 【請求項３】 前記符号拡張命令を除去する機能は、所
   定の符号拡張命令における出力結果が、当該出力結果が
   使用される全ての場所において符号拡張以前のデータサ
   イズ以下で使用されている場合に、当該符号拡張命令を
   除去する機能を含むことを特徴とする請求項１に記載の
   変換プログラム。
4. 【請求項４】 前記符号拡張命令を除去する機能は、選
   択的にいずれかを除去すべき複数の符号拡張命令がある
   場合に、実行頻度の高い符号拡張命令を除去する機能を
   含むことを特徴とする請求項１に記載の変換プログラ
   ム。
5. 【請求項５】 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、 前記プログラムを実行するＣＰＵのレジスタサイズより
   も小さいサイズの値として当該プログラム中で定義され
   ている値に関して、当該値のデータサイズを補正するた
   めの補正命令を当該プログラムに付加する補正命令生成
   部と、 前記補正命令生成部にて付加された前記補正命令のう
   ち、冗長な補正命令を除去する命令除去処理部とを備え
   ることを特徴とするコンパイラ。
6. 【請求項６】 前記命令除去処理部は、一定の条件の下
   で、配列アクセスのアドレス計算のために付加された前
   記補正命令を除去する機能を含むことを特徴とする請求
   項５に記載のコンパイラ。
7. 【請求項７】 前記命令除去処理部は、所定の値に関し
   て前記プログラムにおけるループ処理の外側と内側のい
   ずれか一方で前記補正命令を除去可能な場合に、当該ル
   ープ処理の内側に位置する補正命令を除去することを特
   徴とする請求項５に記載のコンパイラ。
8. 【請求項８】 前記命令除去処理部は、使用−定義連鎖
   及び定義−使用連鎖を用いて前記補正命令を除去するこ
   とを特徴とする請求項５に記載のコンパイラ。
9. 【請求項９】 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、前記プログラム中で定義されている
   値を符号拡張するために当該プログラム中に挿入されて
   いる符号拡張命令のうち、冗長な符号拡張命令を除去す
   ることを特徴とするコンピュータ装置。
10. 【請求項１０】 前記コンパイラは、所定の符号拡張命
    令における入力値が入力以前に符号拡張されている場合
    に、当該符号拡張命令を除去することを特徴とする請求
    項９に記載のコンピュータ装置。
11. 【請求項１１】 前記コンパイラは、所定の符号拡張命
    令における出力結果が、当該出力結果が使用される全て
    の場所において符号拡張以前のデータサイズ以下で使用
    されている場合に、当該符号拡張命令を除去することを
    特徴とする請求項９に記載のコンピュータ装置。
12. 【請求項１２】 前記コンパイラは、一定の条件の下
    で、配列アクセスのアドレス計算のために付加された前
    記補正命令を除去することを特徴とする請求項９に記載
    のコンピュータ装置。
13. 【請求項１３】 前記コンパイラは、実行頻度の高い符
    号拡張命令から順に、冗長な命令かどうかを判断し、除
    去することを特徴とする請求項９に記載のコンピュータ
    装置。
14. 【請求項１４】 コンピュータを制御してプログラムを
    変換するプログラム変換方法において、 前記プログラムに対し、当該プログラム中で定義されて
    いる値を符号拡張するための符号拡張命令を付加するス
    テップと、 前記プログラムに付加された前記符号拡張命令のうち、
    冗長な命令を除去するステップとを含むことを特徴とす
    るプログラム変換方法。
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対し、当該実行プログラム中で定
    義されている値を符号拡張するための符号拡張命令に関
    する解析を行う機能と、 解析結果に応じて、前記実行プログラム中の前記符号拡
    張命令のうち、冗長な命令を除去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。