JP2003150386A - コンパイラ装置及びコンパイル方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配列演算の演算値の取り得る数値範囲を解析
して、配列演算の演算値を扱うことのできる最小のデー
タ型でベクトル化を行ない得るコンパイラ装置及びコン
パイル方法を提供することにある。 【解決手段】 コンパイラ装置の構文解析部１に、配列
演算の演算値を格納する変数の取り得る数値範囲を解析
する変数範囲解析部１６と、配列演算の演算値を格納す
る変数が取り得る数値範囲を扱うことができるデータ型
の中から扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型
を検出し、この検出したデータ型と配列演算を含むソー
スプログラムから抽出される配列演算のデータ型とが一
致するかどうかを判定するデータ型判定部１７と、一致
しない場合に、この検出したデータ型で配列演算を行な
う中間コードが生成されるように、配列演算のデータ型
を変更するデータ型変更部１８とを備えておく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、配列演算を含むプ
ログラムのコンパイルに関し、特にはベクトル化コンパ
イラ装置及びベクトル化コンパイル方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のベクトル化コンパイラ装
置を示す概略構成図である。図８に示すように、従来の
ベクトル化コンパイラ装置は、構文解析部６１、ベクト
ル化部６３、最適化部６５、コード生成部６７とで構成
されている。ベクトル化コンパイラ装置は、最初にソー
スプログラム６０を入力として受け取る。

【０００３】ソースプログラム６０は構文解析部６１に
渡され、構文解析が行なわれる。その結果、ソースプロ
グラム６０の原始言語とオブジェクトコード６８の目的
言語との橋渡しをする中間コード６２が生成される。

【０００４】中間コード６２は、後のベクトル化や最適
化を実行しやすくするために生成されている。次に、中
間コード６２はベクトル化部６３に渡され、中間コード
６２のベクトル化判定及びベクトル化の実行が行なわれ
る。これによって、ベクトル化が可能な中間コード６２
はベクトル化されているベクトル化中間コード６４に変
換される。

【０００５】ベクトル化中間コード６４は最適化部６５
に渡され、ある種の最適化が施されて最適化中間コード
６６が生成される。最適化中間コード６６はコード生成
部６７に渡され、オブジェクトコード６８がベクトル化
コンパイラ装置より出力される。

【０００６】図９は、図８に示した従来のベクトル化コ
ンパイラ装置における構文解析部を示す構成図である。
図９に示すように、構文解析部６１は、構文認識部７
０、シンボルテーブル登録部７１、配列演算部７２、構
文処理部（１〜ｎ）７３、エラー処理部７４、及び中間
コード生成部７５で構成されている。

【０００７】構文認識部７０は、読み込んだソースプロ
グラム６０が、プログラム言語のどの構文に該当するか
を認識する。シンボルテーブル登録部７１はシンボルテ
ーブルと呼ばれるデータベースを備えており、構文認識
部７０でプログラムの解析対象が変数宣言や定義である
と判定された場合に呼び出され、少なくとも変数の名前
（シンボル名）やその変数のデータ型の情報（シンボル
情報）をシンボルテーブルに登録する。

【０００８】配列演算部７２は、構文認識部７０でプロ
グラムの解析対象が配列の演算であると判定された場合
に呼び出され、少なくともプログラムに記述されている
配列演算の種類やオペランドのデータ型、オペランドの
値を解析してその情報を中間コード生成部７５に渡す。

【０００９】構文処理部７３は、配列演算部７２と同列
のもので、配列演算以外の構文が現れた場合に構文認識
部７０から呼び出され、その構文に対応する解析処理を
行ない中間コード生成部７５に詳細情報を渡す。なお、
各構文に対応する解析処理については、本明細書におい
て重要ではないので省略する。

【００１０】エラー処理部７４は、構文認識部７０で構
文が認識できない場合に呼び出され、エラー処理を行な
う。中間コード生成部７５は、配列演算部７２や構文処
理部７３から中間コード６２を生成するために必要な情
報を受け取り、その情報に対応する中間コード６２を生
成する。

【００１１】図１０は、図９に示した従来のベクトル化
コンパイラ装置を構成する構文解析部の処理を示す流れ
図である。図１０に示すように、最初に構文認識部７０
により、ソースプログラム６０の読み込みが行なわれ
る。（ステップＳ２００）。次に、構文認識部７０によ
り、読み込まれたソースプログラム６０から文が抽出さ
れて解析が行なわれ（ステップＳ２０１）、更にプログ
ラム文の解析対象が変数宣言又は定義であるかの判定が
行なわれる（ステップＳ２０２）。

【００１２】判定が真の場合、シンボルテーブル登録部
７１は変数名やデータ型をシンボルテーブルに登録する
（ステップＳ２１０）。その後ステップＳ２０３に移行
する。一方、判定が偽の場合は、そのままステップＳ２
０３に移行する。

【００１３】ステップＳ２０３では、構文認識部７０に
より、プログラム文の解析対象が配列演算であるかどう
かの判定が行なわれる。配列演算の判定が真の場合、配
列演算部７２により演算の種類、演算のデータ型、値に
関する情報が抽出される（ステップＳ２２０）。その
後、中間コード生成部７５により、抽出された情報をも
とに中間コード６２が生成され（ステップＳ２４０）、
構文認識部７０によりプログラムの終了判定が行なわれ
る（ステップＳ２０６）。解析中のソースプログラム６
０のうち、配列演算に対する中間コード６２は、この一
連の処理（ステップＳ２２０及びＳ２４０）により生成
される。

【００１４】配列演算の判定が偽であれば、構文認識部
７０により、配列演算以外の他の構文であるかどうか、
即ち構文処理部（１〜ｎ）のうちのいずれかが対応する
構文であるかどうかの判定が行なわれる（ステップＳ２
０４）。

【００１５】真の場合は、対応する構文処理部により構
文処理が行なわれ、中間コード６２を生成するために必
要な情報が抽出される（ステップＳ２３０）。その後、
中間コード生成部７５により、抽出された情報に基づい
て中間コード６２が生成される（ステップＳ２４０）。
更に、構文認識部７０によりプログラムの終了判定が行
なわれる（ステップＳ２０６）。

【００１６】一方、判定が偽の場合は、構文認識部７０
により、構文エラー処理が実行される（ステップＳ２０
５）。その後、構文認識部７０により、プログラムの終
了判定が行なわれる（ステップＳ２０６）。

【００１７】なお、ステップＳ２０６におけるプログラ
ムの終了判定では、構文認識部７０により、解析中のソ
ースプログラム６０が終了したかどうかが判定される。
真の場合は、ベクトル化部６３に処理が移される。偽の
場合は、ステップＳ２０１に戻り、残りのソースプログ
ラム６０の解析が続行される。

【００１８】以上のような処理によって、図８及び図９
で示した構文解析部６１は、中間コード６２を生成す
る。生成された中間コード６２の特徴として、配列演算
に対する中間コード６２は、ソースプログラム６０の中
で宣言された配列のデータ型で生成されていることが挙
げられる。

【００１９】図１１は、具体的なソースプログラムの一
例、従来のベクトル化コンパイラ装置を使用した場合の
シンボルテーブルの一例、及び中間コードの一例を示す
図である。なお、以下の説明においては、適宜図１０を
引用して説明する。

【００２０】図１１に示すように、入力されたソースプ
ログラム６０の各文（（１）〜（１２））に対して構文
解析が行なわれる。先ず、（１）の文は引数なしでｃｈ
ａｒ型を返す関数ｇの宣言であるので、ステップＳ２１
０（図１０）において、シンボル名（変数名）とそのデ
ータ型がシンボルテーブル６９に登録される。

【００２１】また、（１）の文は配列演算に該当せず、
構文処理としては変数宣言の分類にあたるので、ステッ
プＳ２０４（図１０）の判定が真となる。よって、ステ
ップＳ２３０（図１０）に移り、ここで変数宣言に対す
る構文解析処理が行なわれ、ステップＳ２４０（図１
０）において変数宣言に対する中間コードが生成され
る。その後、ステップＳ２０６（図１０）において、プ
ログラムの終了判定が行なわれる。プログラムに続きが
あるので、再度ステップＳ２０１（図１０）に移り、処
理が続行される。なお、ステップＳ２０４（図１０）、
ステップＳ２３０（図１０）の処理は、配列演算に該当
する（１１）以外のすべてのプログラム文で行なわれる
ので、以降は説明を省略する。

【００２２】次に（２）の文は、配列変数ａ、ｂ、ｃの
宣言であるので、ステップＳ２１０（図１０）において
シンボル名及びそのデータ型がシンボルテーブル６９に
登録される。（３）、（４）、（５）の各文はそれぞれ
初期値を有する変数定義であるので、同様にステップＳ
２１０においてシンボル名とそのデータ型がシンボルテ
ーブル６９に登録される。

【００２３】（６）の文では新しい変数ｉが定義されて
いるので、これに対してもステップＳ２１０において、
シンボル名とデータ型がシンボルテーブル６９に登録さ
れる。（７）、（８）の文では、配列変数ｂとｃに対す
る代入式なので、変数の定義とみなされ、ステップＳ２
１０において変数名やデータ型を登録しようとするが、
既に登録されているので、そのまま処理を終える。（１
０）の文では新しい変数ｊが定義されているので、これ
に対してもシンボル名とそのデータ型がシンボルテーブ
ル６９に登録される。

【００２４】次に、ｆｏｒ構文の本体である（１１）の
文は配列演算であるので、ステップＳ２２０においてソ
ースプログラム６０やシンボルテーブル６９から演算の
種類、演算のデータ型及び値が抽出される。その後、ス
テップＳ２４０において、抽出された演算のデータ型で
演算を行なう中間コード６２が生成される。

【００２５】図１１に示す例では、演算対象の配列要素
ｂやｃはｉｎｔ型であることがシンボルテーブル６９よ
りわかる。これより、演算種類が＋（加算）、演算デー
タ型がｉｎｔ型、第１オペランドがｂ〔ｊ〕、第２オペ
ランドがｃ〔ｊ〕である中間コード６２が生成される。
上記したように、従来のベクトル化コンパイラ装置で生
成される配列演算に対する中間コード６２は、ソースプ
ログラム６０の中で宣言されたデータ型（図１１の例で
はｉｎｔ型）で生成されていることがわかる。

【００２６】この中間コード６２がベクトル化部６３に
渡され、中間コード６２の演算とデータ型に該当するベ
クトル命令が存在すれば、その演算の並列度に対応する
ベクトル化中間コード６４が生成される。図１１の例で
は、２並列ｉｎｔ型ベクトル加算演算が存在することを
仮定しているので、並列度が２のｉｎｔ型加算演算（ｉ
ｎｔ〔２〕でｉｎｔの２並列を表現）を表すベクトル化
中間コード６４が生成される。

【００２７】従って、ソースプログラム６０に記述され
ているｆｏｒループ内の配列演算ａ〔ｊ〕＝ｂ〔ｊ〕＋
ｃ〔ｊ〕は、ａ

〔０〕＝ｂ

〔０〕＋ｃ

〔０〕とａ〔１〕
＝ｂ〔１〕＋ｃ〔１〕、ａ〔２〕＝ｂ〔２〕＋ｃ〔２〕
とａ〔３〕＝ｂ〔３〕＋ｃ〔３〕、ａ〔４〕＝ｂ〔４〕
＋ｃ〔４〕とａ〔５〕＝ｂ〔５〕＋ｃ〔５〕、ａ〔６〕
＝ｂ〔６〕＋ｃ〔６〕とａ〔７〕＝ｂ〔７〕＋ｃ
〔７〕、ａ〔８〕＝ｂ〔８〕＋ｃ〔８〕とａ

〔９〕＝ｂ

〔９〕＋ｃ

〔９〕との組み合わせで並列に行なわれる。
即ち、通常１０回（ｊ＝０、１、・・・８、９）行なわ
れる配列演算は、５回（ｊ＝０、２、４、６、８）の並
列配列演算で実行可能となる。

【００２８】以上のように、従来のベクトル化コンパイ
ラ装置では、ソースプログラム６０の中で演算対象につ
いて宣言されたデータ型で配列演算が実行されるように
中間コード６２が生成され、この中間コード６２がベク
トル化部６３に渡される。よって、ベクトル化中間コー
ド６４もソースプログラム６０の中で演算対象について
宣言されたデータ型で配列演算が実行されるように生成
される。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的に、
ベクトル化に対応する命令は、演算対象のデータ型のサ
イズが小さいほど、並列度が高まり高速に演算が実行で
きる。具体例を挙げると、アーキテクチャが持つレジス
タのレジスタ長が６４ｂｉｔの場合、ｉｎｔ型３２ｂｉ
ｔの演算であれば、２（＝６４／３２）並列の演算が可
能であるのに対し、ｓｈｏｒｔデータ型１６ｂｉｔの演
算であれば、４（＝６４／１６）並列、ｃｈａｒ型８ｂ
ｉｔの演算であれば、８（＝６４／８）並列の演算が可
能である。このことから、配列演算のデータ型（演算対
象について宣言されたデータ型）のサイズを小さくして
ベクトル化を行なうことが理想である。

【００３０】しかし、上記した従来のベクトル化コンパ
イラ装置では、配列に格納される可能性のある値、即ち
配列演算の演算値であるａ〔ｊ〕に格納される値の上限
値及び下限値を解析することは行われていない。よっ
て、演算値の取り得る数値範囲がプログラム中で宣言さ
れたデータ型よりも小さいデータ型（扱うことができる
数値範囲の狭いデータ型）の数値範囲に収まっている場
合でも、より小さいデータ型でベクトル化は行われず、
最初に演算対象について宣言されたデータ型でベクトル
化の実行が行われる。そのため、上記した従来のベクト
ル化コンパイラ装置では、理想的なベクトル化、即ち、
配列演算の演算値を扱うことのできる最小のデータ型で
ベクトル化を行なうことができず、演算の高速化が図れ
ないという問題がある。

【００３１】本発明の目的は、配列演算の演算値の取り
得る数値範囲を解析して、配列演算の演算値を扱うこと
のできる最小のデータ型でベクトル化を行ない得るコン
パイラ装置及びコンパイル方法を提供することにある。

【００３２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかるコンパイラ装置は、配列演算を含むソ
ースプログラムをコンパイルするコンパイラ装置であっ
て、コンパイル処理における構文の解析の際に、前記配
列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析し、
前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を用
いて前記配列演算の演算値を格納する変数の取り得る数
値範囲を解析する変数範囲解析部と、前記配列演算の演
算値を格納する変数が取り得る数値範囲を扱うことがで
きるデータ型の中から、扱うことができる数値範囲が最
も狭いデータ型を検出し、前記扱うことができる数値範
囲が最も狭いデータ型と前記配列演算を含むソースプロ
グラムから抽出される前記配列演算のデータ型とが一致
するかどうかを判定するデータ型判定部と、前記データ
型判定部によって一致しないと判定された場合に、前記
扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型で前記配
列演算を行なう中間コードが生成されるように、前記配
列演算のデータ型を変更するデータ型変更部とを少なく
とも有することを特徴とする。

【００３３】上記本発明にかかるコンパイラ装置におい
ては、前記配列演算を含むソースプログラム中におい
て、前記配列演算に用いられる変数の上限値と下限値と
が定義されている場合に、前記変数範囲解析部は、前記
上限値と前記下限値とに基づいて、前記配列演算に用い
られる変数の取り得る数値範囲を解析することができ
る。

【００３４】この場合、前記配列演算に用いられる変数
がイテレータ変数であれば、前記配列演算に用いられる
変数の上限値と下限値とは、前記イテレータ変数におけ
る初期値、終了条件及び増分値によって定義されてい
る。

【００３５】上記本発明にかかるコンパイラ装置におい
ては、前記配列演算を含むソースプログラム中におい
て、前記配列演算に用いられる変数に定数値が代入され
ている場合に、前記変数範囲解析部は、前記定数値を、
前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲とす
ることができる。

【００３６】また、上記本発明にかかるコンパイラ装置
においては、前記配列演算に用いられる変数が代入式の
左辺である場合に、前記変数範囲解析部は、前記代入式
の右辺に含まれる全ての変数の取り得る数値範囲を解析
し、前記代入式の右辺に含まれる全ての変数の取り得る
数値範囲に基づいて、前記配列演算に用いられる変数の
取り得る数値範囲を解析することができる。

【００３７】この態様においては、前記変数解析部は、
前記代入式が一次式であるか又は多次式であるかを判別
し、多次式である場合は、前記代入式の極値を算出する
ことによって、前記配列演算に用いられる変数の取り得
る数値範囲を解析することができる。一方、一次式であ
る場合は、前記代入式の右辺に含まれる全ての変数の上
限値及び下限値のみを前記代入式に代入することによっ
て、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲
を解析することができる。

【００３８】また、この態様においては、前記代入式の
右辺に含まれる変数のうち少なくとも一つの変数におい
て、上限値及び下限値のうちの一方又は両方が定義され
ていない場合に、前記変数範囲解析部は、前記配列演算
に用いられる変数において宣言されたデータ型が扱うこ
とができる数値範囲を、前記上限値及び下限値のうちの
一方又は両方が定義されていない変数の取り得る数値範
囲とすることができる。

【００３９】上記本発明にかかるコンパイラ装置におい
ては、前記変数解析部は、前記配列演算の式が一次式で
あるか又は多次式であるかを判別し、多次式である場合
に、前記配列演算の極値を算出することによって、前記
配列演算の演算値を格納する変数が取り得る数値範囲を
解析することができる。一方、一次式である場合に、前
記配列演算の式の右辺に含まれる前記配列演算に用いら
れる変数の上限値及び下限値のみを前記配列演算の式に
代入することによって、前記配列演算の演算値を格納す
る変数が取り得る数値範囲を解析することができる。

【００４０】次に、上記目的を達成するために本発明に
かかるコンパイル方法は、配列演算を含むソースプログ
ラムをコンパイルする方法であって、（ａ）コンパイル
処理における構文の解析の際に、前記配列演算に用いら
れる変数の取り得る数値範囲を解析し、前記配列演算に
用いられる変数の取り得る数値範囲を用いて前記配列演
算の演算値を格納する変数の取り得る数値範囲を解析す
る工程と、（ｂ）前記配列演算の演算値を格納する変数
が取り得る数値範囲を扱うことができるデータ型の中か
ら、扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型を検
出し、前記扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ
型と前記配列演算を含むソースプログラムから抽出され
る前記配列演算のデータ型とが一致するかどうかを判定
する工程と、（ｃ）一致しないと判定した場合に、前記
扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型で前記配
列演算を行なう中間コードが生成されるように、前記配
列演算のデータ型を変更する工程とを少なくとも有する
ことを特徴とする。

【００４１】上記本発明にかかるコンパイル方法におい
ては、前記配列演算を含むソースプログラム中におい
て、前記配列演算に用いられる変数の上限値と下限値と
が定義されている場合に、前記上限値と前記下限値とに
基づいて、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数
値範囲を解析することができる。

【００４２】この場合、前記配列演算に用いられる変数
がイテレータ変数であれば、前記配列演算に用いられる
変数の上限値と下限値とが、前記イテレータ変数におけ
る初期値、終了条件及び増分値によって定義されてい
る。

【００４３】上記本発明にかかるコンパイル方法におい
ては、前記配列演算を含むソースプログラム中におい
て、前記配列演算に用いられる変数に定数値が代入され
ている場合に、前記定数値を、前記配列演算に用いられ
る変数の取り得る数値範囲とすることができる。

【００４４】また、上記本発明にかかるコンパイル方法
においては、前記配列演算に用いられる変数が代入式の
左辺である場合に、前記代入式の右辺に含まれる全ての
変数の取り得る数値範囲を解析し、前記代入式の右辺に
含まれる全ての変数の取り得る数値範囲に基づいて、前
記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析
することができる。

【００４５】この態様においては、前記代入式が一次式
であるか又は多次式であるかを判別し、多次式である場
合に、前記代入式の極値を算出することによって、前記
配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析す
ることができる。一方、一次式である場合に、前記代入
式の右辺に含まれる全ての変数の上限値及び下限値のみ
を前記代入式に代入することによって、前記配列演算に
用いられる変数の取り得る数値範囲を解析することがで
きる。

【００４６】また、この態様においては、前記代入式の
右辺に含まれる変数のうち少なくとも一つの変数におい
て、上限値及び下限値のうちの一方又は両方が定義され
ていない場合に、前記配列演算に用いられる変数におい
て宣言されたデータ型が扱うことができる数値範囲を、
前記上限値及び下限値のうちの一方又は両方が定義され
ていない変数の取り得る数値範囲とすることができる。

【００４７】上記本発明にかかるコンパイル方法におい
ては、前記配列演算の式が一次式であるか又は多次式で
あるかを判別し、多次式である場合に、前記配列演算の
極値を算出することによって、前記配列演算の演算値を
格納する変数が取り得る数値範囲を解析することができ
る。一方、一次式である場合に、前記配列演算の式の右
辺に含まれる前記配列演算に用いられる変数の上限値及
び下限値のみを前記配列演算の式に代入することによっ
て、前記配列演算の演算値を格納する変数が取り得る数
値範囲を解析することができる。

【００４８】本発明は、上記の本発明にかかるコンパイ
ル方法を具現化するためのプログラムであっても良い。
この場合、かかるプログラムをコンピュータにインスト
ールして実行することにより、上記の本発明にかかるコ
ンパイラ装置を実現することができる。なお、本発明で
いう「配列演算」とはベクトル化の対象となる配列演算
をいう。

【００４９】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、本発明の
実施の形態にかかるコンパイラ装置及びコンパイル方法
について、図１〜図５を参照しながら説明する。最初
に、図１に基づいて本実施の形態にかかるコンパイラ装
置について説明する。図１は、本実施の形態にかかるコ
ンパイラ装置の構成を示す概略構成図である。

【００５０】図１に示すように本実施の形態にかかるコ
ンパイラ装置は、図８に示した従来のコンパイラ装置と
同様に、ソースプログラム２０の構文解析を行なって中
間コード５を生成する構文解析部１と、中間コード５を
ベクトル化中間コード６に変換するベクトル化部２、ベ
クトル化中間コード６を最適化中間コード７に変換する
最適化部３、及び最適化中間コード７からオブジェクト
コード２１を生成するコード生成部４で構成されてい
る。

【００５１】しかし、本実施の形態にかかるコンパイラ
装置では、構文解析部１の構成や機能が図８で示した従
来のコンパイラ装置と異なっている。なお、ベクトル化
部２、最適化部３及びコード生成部４は、図８に示され
たものと構成及び機能において同じである。本実施の形
態にかかるコンパイラ装置における構文解析部１につい
て以下に説明する。

【００５２】図１に示すように、構文解析部１は、構文
認識部１０、シンボルテーブル登録部１１、配列演算部
１２、構文処理部（１〜ｎ）１３、エラー処理部１４、
中間コード生成部１５、変数範囲解析部１６、データ型
判定部１７及びデータ型変更部１８で構成されている。
このうち、構文認識部１０、シンボルテーブル登録部１
１、配列演算部１２、構文処理部（１〜ｎ）１３、エラ
ー処理部１４及び中間コード生成部１５は、図９で示し
たものと同様のものである。本実施の形態にかかるコン
パイラ装置は、変数範囲解析部１６、データ型判定部１
７及びデータ型変更部１８が備えられている点で、従来
のコンパイラ装置と異なっている。

【００５３】変数範囲解析部１６は、ソースプログラム
２０のコンパイル処理における構文解析の際に、ソース
プログラム２０中で用いられている変数の取り得る数値
範囲（上限値及び下限値）を解析する機能を有してい
る。なお、変数範囲解析部１６は、変数が配列演算の演
算値を格納する変数である場合は、配列演算に用いられ
る変数について解析した数値範囲に基づいて解析を行な
う。

【００５４】データ型判定部１７は、配列演算の演算値
を格納する変数が取り得る数値範囲を扱うことができる
データ型の中から扱うことができる数値範囲が最も狭い
データ型を検出し、この扱うことができる数値範囲が最
も狭いデータ型と配列演算のデータ型とが一致するかど
うかを判定する機能を有している。なお、判定対象とな
る配列演算のデータ型は、ソースプログラム２０中で宣
言されたデータ型であり、ソースプログラム２０から抽
出される。

【００５５】また、データ型変更部１８は、データ型が
一致しない場合に、扱うことができる数値範囲最も狭い
データ型で配列演算を行なう中間コードが生成されるよ
うに、配列演算のデータ型を変更する機能を有してい
る。

【００５６】次に、図２を用いて、図１に示すコンパイ
ラ装置における処理及び本実施の形態にかかるコンパイ
ル方法について説明する。図２は、図１に示すコンパイ
ラ装置における処理の流れ及び本実施の形態にかかるコ
ンパイル方法を示す流れ図である。なお、図２では構文
解析部１における処理の流れのみが示されており、ベク
トル化部２、最適化部３及びコード生成部４における処
理の流れについては省略している。ベクトル化部２、最
適化部３及びコード生成部４においては、従来と同様の
処理が行われる。また、図１を適宜参酌しながら説明す
る。

【００５７】図２に示すように、最初に構文認識部１０
（図１参照）により、ソースプログラム２０の読み込み
を行ない（Ｓ１）、更にソースプログラム２０から一つ
のプログラム文を抽出して解析を行なう（Ｓ２）。ソー
スプログラム２０には配列演算が含まれている。

【００５８】次に、構文認識部１０により、抽出された
プログラム文が変数宣言又は定義であるかどうかの判定
を行なう（Ｓ３）。変数宣言や定義でない場合は、ステ
ップＳ４へと移行する。

【００５９】一方、変数宣言又は変数の定義である場合
は、シンボルテーブル登録部１１により、変数の名前や
宣言されたデータ型といった情報をシンボルテーブルに
登録する（Ｓ１０）。更に、この場合は、変数範囲解析
部１６により、シンボルテーブルに登録された情報か
ら、抽出されたプログラム文が変数の定義であるかどう
かの判断を行なう（ステップＳ１１）。

【００６０】判断の結果、定義でない場合は、ステップ
Ｓ４へと移行する。変数の定義である場合は、変数範囲
解析部１６により、変数が取り得る数値範囲の解析を行
ない、解析された数値範囲をシンボルテーブルに登録す
る（ステップＳ１２）。この数値範囲の解析は、ソース
プログラム２０中になされた変数の定義に基づいて、変
数に格納される可能性のある値の上限値及び下限値を、
数学的手段を用いて算出することによって行なう。

【００６１】なお、取り得る数値範囲の解析は、解析対
象となる変数が、配列演算の演算値を格納するものであ
るのか、又は配列演算に用いられるものであるのかに拘
わらず行なう。変数が配列演算の演算値を格納する変数
である場合は、配列演算に用いられる変数について解析
した数値範囲に基づいて解析を行なう。なお、ステップ
Ｓ１２の具体的な内容については、後述の図３において
説明する。その後ステップＳ４へと移行する。

【００６２】ステップＳ４では、配列演算部１２によ
り、プログラム文の解析対象が配列演算であるかどうか
の判定を行なう。配列演算である場合は、配列演算部１
２により、演算の種類、演算対象オペランドのシンボル
を抽出し、シンボルテーブルから、抽出したシンボルの
データ型（配列演算のデータ型）、値（演算値を格納す
る変数が取り得る数値範囲）に関する情報を抽出し、こ
れらの情報をシンボルテーブルに登録する（ステップＳ
２０）。更に、データ型判定部１７により、ステップＳ
１２で解析した演算値を格納する変数が取り得る数値範
囲に基づいて、この数値範囲を扱うことができるデータ
型の中から、扱うことができる数値範囲が最も狭いデー
タ型を検出し、この扱うことができる数値範囲が最も狭
いデータ型とステップＳ２０で抽出した配列演算のデー
タ型とが一致するかどうかを判定する（ステップＳ２
１）。

【００６３】扱うことができる数値範囲が最も狭いデー
タ型とステップＳ２０で抽出した配列演算のデータ型と
が一致する場合は、ステップＳ４０へと移行する。一
方、一致しない場合は、データ型変更部１８により、扱
うことができる数値範囲が最も狭いデータ型で配列演算
を行なう中間コードが生成されるように、配列演算のデ
ータ型を変更する（ステップＳ２２）。その後、ステッ
プＳ４０へと移行する。なお、ステップＳ２１及びＳ２
２の具体的な内容については、後述の図４において説明
する。

【００６４】ステップＳ４０では、配列演算部１２で抽
出された情報及びデータ型変更部１８によって変更され
た情報に基づき、中間コード生成部１５により、中間コ
ード５を生成する。中間コードの生成後、ステップＳ７
へと移行する。解析中のプログラムのうち、配列演算に
対する中間コード５はこの一連の処理（ステップＳ２０
〜Ｓ２２及びＳ４０）により生成される。

【００６５】ステップＳ４における判定において、配列
演算でないと判定した場合は、構文認識部１０により、
配列演算以外の他の構文であるかどうか、即ち構文処理
部（１〜ｎ）１３のうちのいずれかが対応する構文であ
るかどうかの判定を行なう（ステップＳ５）。配列演算
以外の他の構文である場合は、対応する構文処理部１３
により、構文処理を行なって配列演算以外のプログラム
文に対する中間コード５を生成するために必要な情報を
抽出する（ステップＳ３０）。

【００６６】更に、ステップＳ３０で抽出された情報に
基づいて、中間コード生成部１５により、中間コードを
２生成する（ステップＳ４０）。この後、ステップＳ７
へと移行する。

【００６７】一方、配列演算以外の他の構文でない場合
は、構文認識部１０により、構文エラー処理を実行する
（ステップＳ６）。その後、ステップＳ７へと移行す
る。

【００６８】ステップＳ７では、構文認識部１０によ
り、解析中のソースプログラム２０が終了したかどうか
を判定する。終了した場合は、ベクトル化部３に処理を
移す。終了していない場合は、ステップＳ２へと戻り、
残りのプログラム文の解析を続行する。

【００６９】次に、図２で示したステップＳ１２につい
て図３を用いて具体的に説明する。図３は、変数範囲解
析部による処理を具体的に示す流れ図である。図３に示
すステップＳ１００〜Ｓ１０８が図２に示すステップＳ
１２に相当する。

【００７０】図３に示すように、最初に、変数範囲解析
部１６は、シンボルテーブルに登録された情報に基づい
て、解析対象の変数がループのイテレータ変数であるか
どうかの判定を行なう（ステップＳ１００）。イテレー
タ変数の場合は、ソースプログラム２０に定義されてい
る初期値、終了条件、増分値を抽出し、これらの情報を
基にこのイテレータ変数の取り得る数値範囲（上限値及
び下限値）を算出し、算出された数値範囲をシンボルテ
ーブルに登録する（ステップＳ１０１）。

【００７１】イテレータ変数でない場合は、変数範囲解
析部１６は、解析対象の変数に定数値が代入されている
かどうかの判定を行なう（ステップＳ１０２）。定数値
が代入されている場合は、この定数値を解析対象の変数
の取り得る数値範囲とし、この定数値をシンボルテーブ
ルに登録する（ステップＳ１０３）。定数値が代入され
ていない場合はステップＳ１０４に移行する。

【００７２】解析対象の変数がイテレータ変数でなく、
又定数値が代入された変数でもない場合は、代入式の左
辺であるか、配列演算の演算値を格納する変数であるか
のどちらかと考えられる。よって、ステップＳ１０４で
は、変数範囲解析部１６は、代入式又は配列演算の演算
式の右辺に含まれる全ての変数の取り得る数値範囲を解
析する。具体的には変数範囲解析部１６は、各変数につ
いて、シンボルテーブルから上限値及び下限値を抽出す
る。

【００７３】但し、代入式又は配列演算の演算式の右辺
に含まれる変数のうち少なくとも一つの変数について、
上限値及び下限値のうちの一方又は両方がシンボルテー
ブルに登録されていない場合は、シンボルテーブルから
の数値範囲の抽出が行なえないため、変数解析部１６
は、上限値及び下限値のうちの一方又は両方がシンボル
テーブルに登録されていない変数が、代入式又は配列演
算の演算式の右辺に含まれているかどうかを判定する
（ステップＳ１０５）。

【００７４】判定の結果、上記の変数が含まれていない
場合は、ステップＳ１０７に移行する。上記の変数が含
まれている場合は、解析対象の変数において宣言された
データ型が扱うことができる数値範囲を抽出する（ステ
ップＳ１０６）。その後、ステップＳ１０７に移行す
る。

【００７５】ステップＳ１０７では、変数範囲解析部１
６は、代入式又は配列演算の演算式の右辺に含まれる全
ての変数の取り得る数値範囲に基づいて、解析対象の変
数の取り得る数値範囲を解析する。なお、ステップＳ１
０６で解析対象の変数において宣言されたデータ型が扱
うことができる数値範囲を抽出した場合は、この抽出し
た数値範囲を、上限値及び下限値のうちの一方又は両方
がシンボルテーブルに登録されていない変数の取り得る
数値範囲として、解析対象の変数の取り得る数値範囲を
解析する。

【００７６】具体的には、変数範囲解析部１６は、代入
式又は配列演算の演算式の右辺に含まれる全ての変数の
上限値と下限値との間に存する全数値に対する代入式又
は配列演算の演算式の計算値を求めることによって、解
析対象の変数の取り得る数値範囲を算出する。

【００７７】但し、本実施の形態においては、変数範囲
解析部１６は、代入式又は配列演算の演算式が一次式で
あるか又は多次式であるかを判別する機能を有してい
る。そのため、代入式又は配列演算の演算式が一次式で
ある場合は、各変数の上限値と下限値との間に存する全
数値に対する代入式又は配列演算の演算式の計算値を求
める必要はない。

【００７８】この場合は、代入式又は配列演算の演算式
の右辺に含まれる全ての変数の上限値及び下限値のみを
代入式又は配列演算の演算式に代入することで、解析対
象の変数の取り得る数値範囲を算出できる。

【００７９】また、代入式又は配列演算の演算式が多次
式である場合は、数学的な極値計算を行ない、これによ
って求められた極値を用いて、解析対象の変数の取り得
る数値範囲を算出することもできる。

【００８０】その後、数値範囲解析部１６は、算出され
た上限値及び下限値を、解析対象となる変数の数値範囲
として、シンボルテーブルに登録する（ステップＳ１０
８）。このように、ソースプログラム１０に含まれる全
ての変数について、上記したステップＳ１００〜Ｓ１０
８を行なうことにより、最終的に配列演算の演算値を格
納する変数の取り得る数値範囲を解析することができ
る。

【００８１】次に、図１２で示したステップＳ２１及び
Ｓ２２について図４を用いて具体的に説明する。図４
は、データ型判定部及びデータ型変更部による処理を具
体的に示す流れ図である。図４に示すステップＳ１１０
は図２に示すステップＳ２０に相当し、図４に示すＳ１
１１〜Ｓ１１２は図２に示すステップＳ２１に相当し、
図４に示すステップＳ１１３は図２に示すステップＳ２
２に相当する。

【００８２】図４に示すように、最初に、データ型判定
部１７はシンボルテーブルから配列演算に使用されるデ
ータ型と、図３に示したステップＳ１００〜Ｓ１０８に
よって解析された配列演算の演算値を格納する変数の取
り得る数値範囲（上限値及び下限値）を抽出する（ステ
ップＳ１１０）。

【００８３】次に、データ型判定部１７は、データ型情
報（コンパイラ装置が通常有しており、アーキテクチャ
の機種に依存する情報）と配列演算の演算値を格納する
変数の取り得る数値範囲とを対比して、この数値範囲を
扱うことができるデータ型であって、扱うことができる
数値範囲が最も狭いものを検出する。次いで、データ型
判定部１７は、ステップＳ１１０で抽出した配列演算に
使用されるデータ型と、上記の検出したデータ型とが一
致するかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。

【００８４】判定の結果、一致する場合は、データ型判
定部１７は、シンボルテーブルから抽出した配列演算に
使用されるデータ型を演算情報として中間コード生成部
１５に渡す（ステップＳ１１２）。よって、中間コード
生成部１５は、シンボルテーブルから抽出した配列演算
に使用されるデータ型で配列演算が行なわれるように中
間コードを生成する。

【００８５】一方、判定の結果、一致しない場合は、デ
ータ型判定部１７は、配列演算に使用されるデータ型を
上記の扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型に
変更する。即ち、データ型判定部１７は、シンボルテー
ブルから抽出した配列演算に使用されるデータ型の代わ
りに、上記の扱うことができる数値範囲が最も狭いデー
タ型を演算情報として中間コード生成部１５に渡す（ス
テップＳ１１３）。よって、中間コード生成部１５は、
上記の扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型で
配列演算が行なわれるように中間コードを生成する。

【００８６】以上のようにして、図１及び図２に示す中
間コード５が生成される。よって、本実施の形態では、
最も小さいデータ型で配列演算を行なう中間コードを生
成することができ、従来に比べて並列度を上げて高速化
を図ることが可能となる。

【００８７】次に、具体的なソースプログラム例に基づ
いて、本実施の形態にかかるコンパイラ装置及びコンパ
イル方法について説明する。図５は、ソースプログラム
及びシンボルテーブルの一例を示す図である。なお、従
来例との効果の比較を行なうため、図５に示すソースプ
ログラム２０は、図１１で示したソースプログラム６０
と同じものである。図６は、コンパイラ装置が通常有し
ているデータ型情報を示す図である。図７は、図５に示
すソースプログラムに基づいて生成された中間コード及
びベクトル化中間コードを示す図である。

【００８８】図５に示すソースプログラム２０中のプロ
グラム文（１）〜（１２）に対し、図２〜図４で示した
ように構文解析が行なわれて、中間コードが生成され
る。図５に示すソースプログラム２０中において、変数
ａは配列演算の演算値を格納する変数であり、これ以外
の変数ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｊ、ｊは配列演算に用いら
れる変数である。以下にプログラム文ごとに説明する。

【００８９】プログラム文（１）は、引数なしでｃｈａ
ｒ型を返す関数ｇの宣言であるので、変数名とデータ型
とがシンボルテーブルに登録される（図２／ステップＳ
１０）。但し、プログラム文（１）は定義ではないの
で、取り得る数値範囲の解析は行なわれない。また、プ
ログラム文（１）は配列演算にも該当せず、構文処理と
しては変数宣言の分類にあたる。よって、変数宣言に対
する構文解析処理が行なわれ（図２／ステップＳ５、Ｓ
３０）、変数宣言に対する中間コードが生成される（図
２／ステップＳ４０）。

【００９０】その後、プログラムの終了判定が行なわれ
るが（図２／ステップＳ７）、プログラムに続きがある
ので、次のプログラム文（２）の処理が行われる（図２
／ステップＳ２）。なお、変数宣言に対する構文解析処
理（図２／ステップＳ５、Ｓ３０）は、配列演算に該当
するプログラム文（１１）以外のすべてのプログラム文
で行なわれる。このため、以下の説明においては省略し
ている。

【００９１】プログラム文（２）は、配列変数ａ〔１
０〕、ｂ〔１０〕、ｃ〔１０〕の宣言である。よって、
シンボル名とそのデータ型とがシンボルテーブルに登録
される（図２／ステップＳ１０）。プログラム文（２）
も定義ではないため、取り得る数値範囲の解析は行なわ
れない。

【００９２】プログラム文（３）、（４）及び（５）
は、それぞれ初期値を有する変数の定義である。よっ
て、先ずシンボル名とそのデータ型とがシンボルテーブ
ルに登録され（図２／ステップＳ１０）、次に取り得る
数値範囲の解析が行なわれる（図２／ステップＳ１１及
びＳ１２）。

【００９３】ここでの数値範囲の解析について具体的に
説明する。プログラム文（３）及び（４）では変数ｄ及
びｅに‘１０００００’や‘１０００’といった定数値
が代入されている。よって、これらの定数値が変数ｄ及
びｅの取り得る数値範囲（上限値及び下限値）としてシ
ンボルテーブルに登録される（図３／ステップＳ１００
及びＳ１０１）。

【００９４】プログラム文（５）は変数ｆの代入式であ
り、代入式の右辺には関数ｇの呼び出し結果が代入され
る。よって、定数値が代入されていないので、シンボル
テーブルから代入式の右辺に含まれる変数の上限値と下
限値とが抽出される（図３／ステップＳ１０４）。ここ
で、シンボルテーブルにおける変数ｇの項目を見ると、
上限値及び下限値の両方が登録されていないことがわか
る。

【００９５】よって、変数ｆの取り得る数値範囲は、宣
言時に指定されたデータ型、即ちｃｈａｒ型が取り得る
数値範囲とされ、データ型情報から上限値及び下限値と
して‘１２７’と‘−１２８’とが抽出される（図３／
ステップＳ１０５及びＳ１０６）。その後、変数ｇの上
限値と下限値との間に存する全数値に対する代入式の計
算値を求める（図３／ステップＳ１０７）。この場合
は、関数ｇの返り値そのものが代入されるので、変数ｇ
の取り得る数値範囲が、変数ｆの取り得る数値範囲とな
る。よって、シンボルテーブルには、変数ｆの取り得る
数値範囲として、上限値‘１２７’と下限値‘−１２
８’とが登録される（図３／ステップＳ１０８）。

【００９６】プログラム文（６）は、新しい変数ｉの定
義である。よって、先ずシンボル名とデータ型がシンボ
ルテーブルに登録される（図２／ステップＳ１０）。ま
た、プログラム文（６）は変数ｉの定義であるため、取
り得る数値範囲の解析が行なわれる（図２／ステップＳ
１１及びＳ１２）。

【００９７】ここでの数値範囲の解析について具体的に
説明する。変数ｉは、ｆｏｒ文におけるイテレータ変数
である（図３／ステップＳ１００）。よって、初期値、
終了条件及び増分値から、変数ｉの取り得る数値範囲
（上限値及び下限値）が算出され、シンボルテーブルに
登録される（図３／ステップＳ１０１）。この場合、初
期値がｉ＝０、終了条件がｉ＜１０、増分値が ｉ＋＋
（ｉ＝ｉ＋１）であるので、変数ｉの上限値は９、下限
値は０である。よってシンボルテーブルには上限値９と
下限値０とが登録される。

【００９８】プログラム文（７）は、配列変数ｂ〔ｉ〕
に対する代入式であり、変数ｂ〔ｉ〕の定義とみなされ
る。よって、上記のプログラム文（２）では宣言であっ
たので、シンボル名とそのデータ型とがシンボルテーブ
ルに登録されるだけであったが（図２／ステップＳ１
０）、プログラム文（７）は定義であるので、取り得る
数値範囲の解析が行なわれる（図２／ステップＳ１１及
びＳ１２）。

【００９９】ここでの数値範囲の解析について具体的に
説明する。プログラム文（７）においては、代入式の右
辺は‘ｄ／ｅ＊ｉ’と言うような変数を含んでいる。こ
のためため、代入式の右辺に含まれる全ての変数（ｄ、
ｅ、ｉ）の取り得る数値範囲（上限値及び下限値）がシ
ンボルテーブルから抽出される（図３／ステップＳ１０
４）。

【０１００】シンボルテーブルにおいて、各変数の上限
値及び下限値は、ｄ＝１０００００、ｅ＝１０００、０
≦ｉ≦９と登録されており、上限値又は下限値が登録さ
れていない変数は存在していない（図３／ステップＳ１
０５）。よって、代入式の右辺に含まれる変数ｄ、ｅ及
びｉの上限値と下限値との間に存する全数値に対する代
入式の計算値が求められる（図３／ステップＳ１０
７）。

【０１０１】計算の結果、‘ｄ／ｅ＊ｉ’の上限値は
‘９００’、下限値は‘０’であることがわかる。な
お、プログラム文（７）の代入式は一次式であるので、
上限値と下限値との間に存する全数値に対して、代入式
の結果値を計算する必要はなく、各変数の上限値と下限
値とのみを用いて計算が可能である。また、代入式が多
次式の場合は、数学的に極値計算を行なって極値を算出
し、この極値を変数ｂ〔ｉ〕の上限値又は下限値とする
こともできる。計算結果は、変数ｂ〔ｉ〕の取り得る数
値範囲としてシンボルテーブルに登録される（図３／ス
テップＳ１０８）。

【０１０２】プログラム文（８）もプログラム（７）と
同様、配列変数ｃ〔ｉ〕に対する代入式なので、変数ｃ
〔ｉ〕の定義とみなされ、取り得る数値範囲の解析が行
なわれる（図２／ステップＳ１１及びＳ１２）。プログ
ラム文（８）では、代入式の右辺は‘ｅ＋ｆ’と言うよ
うな変数を含む式である。このため、プログラム（７）
の場合と同様に、代入式の右辺に含まれる全ての変数
（ｅ、ｆ）の取り得る数値範囲（上限値及び下限値）が
シンボルテーブルから抽出される（図３／ステップＳ１
０４）。

【０１０３】シンボルテーブルにおいて、各変数の上限
値及び下限値は、ｅ＝１０００、−１２８≦ｆ≦１２７
と登録されており、上限値又は下限値が登録されていな
い変数は存在していない（図３／ステップＳ１０５）。
よって、代入式の右辺に含まれる変数ｅ及びｆの上限値
と下限値との間に存する全数値に対する代入式の計算値
が求められる（図３／ステップＳ１０７）。

【０１０４】計算の結果、‘ｅ＋ｆ’の上限値は‘１１
２７’、下限値は‘８７２’であることがわかる。な
お、プログラム文（８）の代入式も一次式であるので、
上限値と下限値との間に存する全数値に対して、代入式
の結果値を計算する必要はなく、各変数の上限値と下限
値とのみを用いて計算が可能である。この計算結果は、
変数ｃ〔ｉ〕の取り得る数値範囲としてシンボルテーブ
ルに登録される（図３／ステップＳ１０８）。

【０１０５】プログラム文（１０）は、プログラム文
（６）と同様に、イテレータ変数ｊの定義である。よっ
て、プログラム文（６）と同様に、シンボル名とデータ
型とがシンボルテーブル登録され（図２／ステップＳ１
０）、初期値ｊ＝０、終了条件ｊ＜１０、及び増分値ｊ
＋＋に基づいて、取り得る数値範囲が算出される。シン
ボルテーブルには、上限値として９が、下限値として０
が登録される。

【０１０６】プログラム文（１１）は、配列演算の式で
あり、演算値を格納する配列変数ａ〔ｊ〕の定義であ
る。よって、プログラム文（７）や（８）と同様に、取
り得る数値範囲の解析が行なわれる（図２／ステップＳ
１１及びＳ１２）。プログラム文（１１）において、配
列演算の右辺は‘ｂ〔ｊ〕＋ｃ〔ｊ〕’であり、ｂ
〔ｊ〕及びｃ〔ｊ〕といった変数を含んでいる。このた
め、変数ｂ〔ｊ〕及びｃ〔ｊ〕の取り得る数値範囲（上
限値及び下限値）がシンボルテーブルから抽出される
（図３／ステップＳ１０４）。

【０１０７】シンボルテーブルにおいて、各変数の上限
値及び下限値は、０≦ｂ〔ｊ〕≦９００、８７２≦ｃ
〔ｊ〕≦１１２７と登録されており、上限値又は下限値
が登録されていない変数は存在していない（図３／ステ
ップＳ１０５）。よって、変数ｂ〔ｊ〕及びｃ〔ｊ〕の
上限値と下限値との間に存する全数値に対する配列演算
の式の計算値が求められる（図３／ステップＳ１０
７）。

【０１０８】計算の結果、‘ｂ〔ｊ〕＋ｃ〔ｊ〕’の上
限値は‘２０２７’、下限値は‘８７２’であることが
わかる。なお、プログラム文（９）の配列演算の式も一
次式であるので、上限値と下限値との間に存する全数値
に対して、配列演算の式の結果値を計算する必要はな
く、各変数の上限値と下限値とのみを用いて計算が可能
である。また、配列演算の式が多次式の場合は、数学的
に極値計算を行なって極値を算出し、この極値を変数ａ
〔ｉ〕の上限値又は下限値とすることもできる。この計
算結果は、変数ａ〔ｊ〕の取り得る数値範囲としてシン
ボルテーブルに登録される（図３／ステップＳ１０
８）。

【０１０９】更に、プログラム文（１１）で行なわれる
演算は配列演算であるので、ソースプログラムやシンボ
ルテーブルから演算の種類、演算のデータ型、値（演算
値を格納する変数が取り得る数値範囲）が抽出される
（図２／ステップＳ４及びＳ２０）。演算対象の配列要
素ｂ〔ｊ〕やｃ〔ｊ〕はｉｎｔ型であることがシンボル
テーブルより抽出されるので、演算の種類が＋（加
算）、演算のデータ型がｉｎｔ型、第１オペランドがｂ
〔ｊ〕、第２オペランドがｃ〔ｊ〕というように抽出さ
れる。その後、データ型判定部とデータ型変更部とによ
る処理が実行される（図２／ステップＳ２１及びＳ２
２）。

【０１１０】具体的には、演算値を格納するａ〔ｊ〕の
上限値及び下限値として８７２≦ａ〔ｊ〕≦２０２７が
抽出され（図４／ステップＳ１１０）、この上限値及び
下限値とデータ型情報とが対比され、扱うことができる
数値範囲が最も狭いデータ型が検出される。この例で
は、ｓｈｏｒｔ型とｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ型と
が抽出される。シンボルテーブルから抽出した配列演算
のデータ型はｉｎｔ型であることから、この扱うことが
できる数値範囲が狭いデータ型とは一致していないこと
が分かる（ステップＳ１１１）。

【０１１１】よって演算のデータ型を、この場合ｓｈｏ
ｒｔ型（又はｕｎｓｉｇｎｅｄ ｓｈｏｒｔ型）に変更
する。次に、演算情報（演算の種類、演算のデータ型、
オペランドの値）が中間コード生成部に渡される（図４
／ステップＳ１１３）。

【０１１２】その後、中間コードが生成されるが、演算
のデータ型は配列演算を実行するのに必要な最小のデー
タ型へ変更されているので、図７に示すように生成され
る中間コード５は、配列演算を実行するのに必要な最小
のデータ型（実施例では、ｓｈｏｒｔデータ型）で生成
されていることがわかる。また、図７に示すように、こ
の中間コードがベクトル化部に渡され、中間コードの配
列演算とこの配列演算のデータ型との両方に該当するベ
クトル命令が存在すれば、その演算の並列度に対応する
ベクトル化中間コード６が生成される。

【０１１３】本実施の形態では、４並列ｓｈｏｒｔ型ベ
クトル加算演算が存在することを仮定しているので、並
列度が４のｓｈｏｒｔ型加算演算（ｓｈｏｒｔ〔４〕で
ｓｈｏｒｔの４並列を表現）を表すベクトル化中間コー
ドが生成されている。

【０１１４】これによって、ソースプログラム２０に記
述されているｆｏｒループ内の配列演算ａ〔ｊ〕＝ｂ
〔ｊ〕＋ｃ〔ｊ〕は、ａ

〔０〕＝ｂ

〔０〕＋ｃ

〔０〕と
ａ〔１〕＝ｂ〔１〕＋ｃ〔１〕とａ〔２〕＝ｂ〔２〕＋
ｃ〔２〕とａ〔３〕＝ｂ〔３〕＋ｃ〔３〕との組み合わ
せ、ａ〔４〕＝ｂ〔４〕＋ｃ〔４〕とａ〔５〕＝ｂ
〔５〕＋ｃ〔５〕とａ〔６〕＝ｂ〔６〕＋ｃ〔６〕とａ
〔７〕＝ｂ〔７〕＋ｃ〔７〕との組み合わせ、ａ〔８〕
＝ｂ〔８〕＋ｃ〔８〕とａ

〔９〕＝ｂ

〔９〕＋ｃ

〔９〕
との組み合わせで、並列に行なわれる。

【０１１５】つまり、従来のベクトル化コンパイラでは
ｊ＝０、２、４、６、８の５回行なわれていた配列演算
が、ｊ＝０、４、８の３回の配列演算で実行可能とな
る。以上のように、本実施の形態では、演算のデータ型
がソースプログラム中で宣言されているデータ型（ｉｎ
ｔ型）から演算実行に必要な最小のデータ型（ｓｈｏｒ
ｔ型）に最適化されているので、従来の方法でコンパイ
ルした場合と比較して、演算の並列度が２から４に増加
し、演算の高速化が図られていると言える。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、本実施の形態にかかるコ
ンパイラ装置及びコンパイル方法を用いれば、配列演算
の演算値を格納する変数に格納される可能性のある値に
ついて、上限値および下限値を予測でき、この格納され
る可能性のある値を扱うことができる最小のデータ型で
ベクトル化を実行することが可能となる。この結果、利
用できる最大の並列度を持つベクトル命令を使用するこ
とができ（最大の並列度でベクトル命令を実行でき）、
ソースプログラムの実行の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態にかかるコンパイラ装置の構成を
示す概略構成図

【図２】図１に示すコンパイラ装置における処理の流れ
及び本実施の形態にかかるコンパイル方法を示す流れ図

【図３】変数範囲解析部による処理を具体的に示す流れ
図

【図４】データ型判定部及びデータ型変更部による処理
を具体的に示す流れ図

【図５】ソースプログラム及びシンボルテーブルの一例
を示す図

【図６】コンパイラ装置が通常有しているデータ型情報
を示す図

【図７】図５に示すソースプログラムに基づいて生成さ
れた中間コード及びベクトル化中間コードを示す図

【図８】従来のベクトル化コンパイラ装置を示す概略構
成図

【図９】図８に示した従来のベクトル化コンパイラ装置
における構文解析部を示す構成図

【図１０】図９に示した従来のベクトル化コンパイラ装
置を構成する構文解析部の処理を示す流れ図

【図１１】具体的なソースプログラムの一例、従来のベ
クトル化コンパイラ装置を使用した場合のシンボルテー
ブルの一例、及び中間コードの一例を示す

【符号の説明】

１ 構文解析部 ２ ベクトル化部 ３ 最適化部 ４ コード生成部 ５ 中間コード ６ ベクトル化中間コード ７ 最適化中間コード １０ 構文認識部 １１ シンボルテーブル登録部 １２ 配列演算部 １３ 構文解析部 １４ エラー処理部 １５ 中間コード生成部 １６ 変数範囲解析部 １７ データ判定部 １８ データ型変更部

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 配列演算を含むソースプログラムをコン
   パイルするコンパイラ装置であって、 コンパイル処理における構文の解析の際に、前記配列演
   算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析し、前記
   配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を用いて
   前記配列演算の演算値を格納する変数の取り得る数値範
   囲を解析する変数範囲解析部と、 前記配列演算の演算値を格納する変数が取り得る数値範
   囲を扱うことができるデータ型の中から、扱うことがで
   きる数値範囲が最も狭いデータ型を検出し、前記扱うこ
   とができる数値範囲が最も狭いデータ型と前記配列演算
   を含むソースプログラムから抽出される前記配列演算の
   データ型とが一致するかどうかを判定するデータ型判定
   部と、 前記データ型判定部によって一致しないと判定された場
   合に、前記扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ
   型で前記配列演算を行なう中間コードが生成されるよう
   に、前記配列演算のデータ型を変更するデータ型変更部
   とを少なくとも有することを特徴とするコンパイラ装
   置。
2. 【請求項２】 前記配列演算を含むソースプログラム中
   において、前記配列演算に用いられる変数の上限値と下
   限値とが定義されている場合に、前記変数範囲解析部
   が、前記上限値と前記下限値とに基づいて、前記配列演
   算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析する請求
   項１記載のコンパイラ装置。
3. 【請求項３】 前記配列演算に用いられる変数がイテレ
   ータ変数であり、前記配列演算に用いられる変数の上限
   値と下限値とが、前記イテレータ変数における初期値、
   終了条件及び増分値によって定義されている請求項２記
   載のコンパイラ装置。
4. 【請求項４】 前記配列演算を含むソースプログラム中
   において、前記配列演算に用いられる変数に定数値が代
   入されている場合に、前記変数範囲解析部が、前記定数
   値を、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範
   囲とする請求項１記載のコンパイラ装置。
5. 【請求項５】 前記配列演算に用いられる変数が代入式
   の左辺である場合に、前記変数範囲解析部が、前記代入
   式の右辺に含まれる全ての変数の取り得る数値範囲を解
   析し、前記代入式の右辺に含まれる全ての変数の取り得
   る数値範囲に基づいて、前記配列演算に用いられる変数
   の取り得る数値範囲を解析する請求項１記載のコンパイ
   ラ装置。
6. 【請求項６】 前記変数解析部が、前記代入式が一次式
   であるか又は多次式であるかを判別し、多次式である場
   合に、前記代入式の極値を算出することによって、前記
   配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析す
   る請求項５記載のコンパイラ装置。
7. 【請求項７】 前記変数解析部が、前記代入式が一次式
   であるか又は多次式であるかを判別し、一次式である場
   合に、前記代入式の右辺に含まれる全ての変数の上限値
   及び下限値のみを前記代入式に代入することによって、
   前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解
   析する請求項５記載のコンパイラ装置。
8. 【請求項８】 前記代入式の右辺に含まれる変数のうち
   少なくとも一つの変数において、上限値及び下限値のう
   ちの一方又は両方が定義されていない場合に、前記変数
   範囲解析部が、前記配列演算に用いられる変数において
   宣言されたデータ型が扱うことができる数値範囲を、前
   記上限値及び下限値のうちの一方又は両方が定義されて
   いない変数の取り得る数値範囲とする請求項５記載のコ
   ンパイラ装置。
9. 【請求項９】 前記変数解析部が、前記配列演算の式が
   一次式であるか又は多次式であるかを判別し、多次式で
   ある場合に、前記配列演算の極値を算出することによっ
   て、前記配列演算の演算値を格納する変数が取り得る数
   値範囲を解析する請求項１記載のコンパイラ装置。
10. 【請求項１０】 前記変数解析部が、前記配列演算の式
    が一次式であるか又は多次式であるかを判別し、一次式
    である場合に、前記配列演算の式の右辺に含まれる前記
    配列演算に用いられる変数の上限値及び下限値のみを前
    記配列演算の式に代入することによって、前記配列演算
    の演算値を格納する変数が取り得る数値範囲を解析する
    請求項１記載のコンパイラ装置。
11. 【請求項１１】 配列演算を含むソースプログラムをコ
    ンパイルする方法であって、 （ａ）コンパイル処理における構文の解析の際に、前記
    配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析
    し、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲
    を用いて前記配列演算の演算値を格納する変数の取り得
    る数値範囲を解析する工程と、 （ｂ）前記配列演算の演算値を格納する変数が取り得る
    数値範囲を扱うことができるデータ型の中から、扱うこ
    とができる数値範囲が最も狭いデータ型を検出し、前記
    扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型と前記配
    列演算を含むソースプログラムから抽出される前記配列
    演算のデータ型とが一致するかどうかを判定する工程
    と、 （ｃ）一致しないと判定した場合に、前記扱うことがで
    きる数値範囲が最も狭いデータ型で前記配列演算を行な
    う中間コードが生成されるように、前記配列演算のデー
    タ型を変更する工程とを少なくとも有することを特徴と
    するコンパイル方法。
12. 【請求項１２】 前記配列演算を含むソースプログラム
    中において、前記配列演算に用いられる変数の上限値と
    下限値とが定義されている場合に、前記上限値と前記下
    限値とに基づいて、前記配列演算に用いられる変数の取
    り得る数値範囲を解析する請求項１１のコンパイル方
    法。
13. 【請求項１３】 前記配列演算に用いられる変数がイテ
    レータ変数であり、前記配列演算に用いられる変数の上
    限値と下限値とが、前記イテレータ変数における初期
    値、終了条件及び増分値によって定義されている請求項
    １２記載のコンパイル方法。
14. 【請求項１４】 前記配列演算を含むソースプログラム
    中において、前記配列演算に用いられる変数に定数値が
    代入されている場合に、前記定数値を、前記配列演算に
    用いられる変数の取り得る数値範囲とする請求項１１記
    載のコンパイル方法。
15. 【請求項１５】 前記配列演算に用いられる変数が代入
    式の左辺である場合に、前記代入式の右辺に含まれる全
    ての変数の取り得る数値範囲を解析し、前記代入式の右
    辺に含まれる全ての変数の取り得る数値範囲に基づい
    て、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲
    を解析する請求項１１記載のコンパイル方法。
16. 【請求項１６】 前記代入式が一次式であるか又は多次
    式であるかを判別し、多次式である場合に、前記代入式
    の極値を算出することによって、前記配列演算に用いら
    れる変数の取り得る数値範囲を解析する請求項１５記載
    のコンパイル方法。
17. 【請求項１７】 前記代入式が一次式であるか又は多次
    式であるかを判別し、一次式である場合に、前記代入式
    の右辺に含まれる全ての変数の上限値及び下限値のみを
    前記代入式に代入することによって、前記配列演算に用
    いられる変数の取り得る数値範囲を解析する請求項１５
    記載のコンパイル方法。
18. 【請求項１８】 前記代入式の右辺に含まれる変数のう
    ち少なくとも一つの変数において、上限値及び下限値の
    うちの一方又は両方が定義されていない場合に、前記配
    列演算に用いられる変数において宣言されたデータ型が
    扱うことができる数値範囲を、前記上限値及び下限値の
    うちの一方又は両方が定義されていない変数の取り得る
    数値範囲とする請求項１５記載のコンパイル方法。
19. 【請求項１９】 前記配列演算の式が一次式であるか又
    は多次式であるかを判別し、多次式である場合に、前記
    配列演算の極値を算出することによって、前記配列演算
    の演算値を格納する変数が取り得る数値範囲を解析する
    請求項１１記載のコンパイル方法。
20. 【請求項２０】 前記配列演算の式が一次式であるか又
    は多次式であるかを判別し、一次式である場合に、前記
    配列演算の式の右辺に含まれる前記配列演算に用いられ
    る変数の上限値及び下限値のみを前記配列演算の式に代
    入することによって、前記配列演算の演算値を格納する
    変数が取り得る数値範囲を解析する請求項１１記載のコ
    ンパイル方法。
21. 【請求項２１】 配列演算を含むソースプログラムをコ
    ンパイルする方法を、コンピュータに実行させるための
    プログラムであって、 （ａ）コンパイル処理における構文の解析の際に、前記
    配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲を解析
    し、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲
    を用いて前記配列演算の演算値を格納する変数の取り得
    る数値範囲を解析するステップと、 （ｂ）前記配列演算の演算値を格納する変数が取り得る
    数値範囲を扱うことができるデータ型の中から、扱うこ
    とができる数値範囲が最も狭いデータ型を検出し、前記
    扱うことができる数値範囲が最も狭いデータ型と前記配
    列演算を含むソースプログラムから抽出される前記配列
    演算のデータ型とが一致するかどうかを判定するステッ
    プと、 （ｃ）一致しないと判定した場合に、前記扱うことがで
    きる数値範囲が最も狭いデータ型で前記配列演算を行な
    う中間コードが生成されるように、前記配列演算のデー
    タ型を変更するステップとを少なくとも有することを特
    徴とするコンピュータに実行させるプログラム。
22. 【請求項２２】 前記配列演算を含むソースプログラム
    中において、前記配列演算に用いられる変数の上限値と
    下限値とが定義されている場合に、前記上限値と前記下
    限値とに基づいて、前記配列演算に用いられる変数の取
    り得る数値範囲を解析する請求項２１のプログラム。
23. 【請求項２３】 前記配列演算に用いられる変数がイテ
    レータ変数であり、前記配列演算に用いられる変数の上
    限値と下限値とが、前記イテレータ変数における初期
    値、終了条件及び増分値によって定義されている請求項
    ２２記載のプログラム。
24. 【請求項２４】 前記配列演算を含むソースプログラム
    中において、前記配列演算に用いられる変数に定数値が
    代入されている場合に、前記定数値を、前記配列演算に
    用いられる変数の取り得る数値範囲とする請求項２１記
    載のプログラム。
25. 【請求項２５】 前記配列演算に用いられる変数が代入
    式の左辺である場合に、前記代入式の右辺に含まれる全
    ての変数の取り得る数値範囲を解析し、前記代入式の右
    辺に含まれる全ての変数の取り得る数値範囲に基づい
    て、前記配列演算に用いられる変数の取り得る数値範囲
    を解析する請求項２１記載のプログラム。
26. 【請求項２６】 前記代入式が一次式であるか又は多次
    式であるかを判別し、多次式である場合に、前記代入式
    の極値を算出することによって、前記配列演算に用いら
    れる変数の取り得る数値範囲を解析する請求項２５記載
    のプログラム。
27. 【請求項２７】 前記代入式が一次式であるか又は多次
    式であるかを判別し、一次式である場合に、前記代入式
    の右辺に含まれる全ての変数の上限値及び下限値のみを
    前記代入式に代入することによって、前記配列演算に用
    いられる変数の取り得る数値範囲を解析する請求項２５
    記載のプログラム。
28. 【請求項２８】 前記代入式の右辺に含まれる変数のう
    ち少なくとも一つの変数において、上限値及び下限値の
    うちの一方又は両方が定義されていない場合に、前記配
    列演算に用いられる変数において宣言されたデータ型が
    扱うことができる数値範囲を、前記上限値及び下限値の
    うちの一方又は両方が定義されていない変数の取り得る
    数値範囲とする請求項２５記載のプログラム。
29. 【請求項２９】 前記配列演算の式が一次式であるか又
    は多次式であるかを判別し、多次式である場合に、前記
    配列演算の極値を算出することによって、前記配列演算
    の演算値を格納する変数が取り得る数値範囲を解析する
    請求項２１記載のプログラム。
30. 【請求項３０】 前記配列演算の式が一次式であるか又
    は多次式であるかを判別し、一次式である場合に、前記
    配列演算の式の右辺に含まれる前記配列演算に用いられ
    る変数の上限値及び下限値のみを前記配列演算の式に代
    入することによって、前記配列演算の演算値を格納する
    変数が取り得る数値範囲を解析する請求項２１記載のプ
    ログラム。