JP2003256215A - プログラム変換方法、これを用いたデータ処理装置及びプログラム - Google Patents
プログラム変換方法、これを用いたデータ処理装置及びプログラムInfo
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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- G06F8/40—Transformation of program code
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レジスタの内容の退避・復元を効率的に行
い、コンパイル処理の実行効率を向上させる。 【解決手段】 実行プログラム中の所定の変数に関し
て、所定の関数呼び出しを越えて生存するか否か、及び
越える関数呼び出しの種類を判断し、この判断に基づい
て、揮発性レジスタ（volatile register）、不揮発性
レジスタ（non-volatile register）、準揮発性レジス
タ（semi-volatile register）のいずれに前記変数を割
り付けるかを決定する。また、実行プログラムを実行し
た際の関数の実行頻度に基づいて、この関数の呼び出し
を越えて生存する変数をいずれのレジスタに割り付ける
かを決定する。
い、コンパイル処理の実行効率を向上させる。 【解決手段】 実行プログラム中の所定の変数に関し
て、所定の関数呼び出しを越えて生存するか否か、及び
越える関数呼び出しの種類を判断し、この判断に基づい
て、揮発性レジスタ（volatile register）、不揮発性
レジスタ（non-volatile register）、準揮発性レジス
タ（semi-volatile register）のいずれに前記変数を割
り付けるかを決定する。また、実行プログラムを実行し
た際の関数の実行頻度に基づいて、この関数の呼び出し
を越えて生存する変数をいずれのレジスタに割り付ける
かを決定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータプロ
グラムのコンパイルにおいて実行されるレジスタ割付に
関する。
グラムのコンパイルにおいて実行されるレジスタ割付に
関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータプログラム（以下、単にプ
ログラムと称す）は、複数の関数（メソッド）の集合体
として構成される。プログラムをコンパイルする場合、
コンパイラは、プログラムを構成するそれぞれの関数に
対して同一のレジスタセットを用いてレジスタの割り当
てを行う。したがって、プログラムの所定の部分でレジ
スタの値が関数呼び出しを越えて生存する場合は、その
レジスタ値を一時的にメモリに保存することが必要とな
る。
ログラムと称す）は、複数の関数（メソッド）の集合体
として構成される。プログラムをコンパイルする場合、
コンパイラは、プログラムを構成するそれぞれの関数に
対して同一のレジスタセットを用いてレジスタの割り当
てを行う。したがって、プログラムの所定の部分でレジ
スタの値が関数呼び出しを越えて生存する場合は、その
レジスタ値を一時的にメモリに保存することが必要とな
る。
【０００３】ところで、ＣＰＵが提供するレジスタに
は、関数を越えるとレジスタ値が保持されない揮発性レ
ジスタ（volatile register）と、関数を越えてもレジ
スタ値が保持される不揮発性レジスタ（non-volatile r
egister）とがある。そこで、プログラムの所定の部分
でレジスタの値が関数呼び出しを越えて生存する場合
に、レジスタ値を保存する方法には次の２つの方法があ
る。一つは、変数を揮発性レジスタに割り当て、関数呼
び出しの前にレジスタを退避し、復帰の後にレジスタを
復元する方法、すなわちコーラーメソッド（callermeth
od：呼び出し側メソッド（関数））においてレジスタ値
を退避・復元する方法である。もう一つは、変数を不揮
発性レジスタに割り当て、呼び出された関数において、
当該レジスタの使用前にレジスタ値を退避し、使用後に
退避前のレジスタ値を復元する方法、すなわちコーリー
メソッド（callee method：被呼び出し側メソッド（関
数））においてレジスタ値を退避・復元する方法であ
る。
は、関数を越えるとレジスタ値が保持されない揮発性レ
ジスタ（volatile register）と、関数を越えてもレジ
スタ値が保持される不揮発性レジスタ（non-volatile r
egister）とがある。そこで、プログラムの所定の部分
でレジスタの値が関数呼び出しを越えて生存する場合
に、レジスタ値を保存する方法には次の２つの方法があ
る。一つは、変数を揮発性レジスタに割り当て、関数呼
び出しの前にレジスタを退避し、復帰の後にレジスタを
復元する方法、すなわちコーラーメソッド（callermeth
od：呼び出し側メソッド（関数））においてレジスタ値
を退避・復元する方法である。もう一つは、変数を不揮
発性レジスタに割り当て、呼び出された関数において、
当該レジスタの使用前にレジスタ値を退避し、使用後に
退避前のレジスタ値を復元する方法、すなわちコーリー
メソッド（callee method：被呼び出し側メソッド（関
数））においてレジスタ値を退避・復元する方法であ
る。
【０００４】不揮発性レジスタと揮発性レジスタの分類
は、レジスタ使用慣習として、マシン（ＣＰＵ）の供給
者が定めるものである。したがって、ソフトウェアによ
るシステムの開発者は、この慣習に従って開発を行わな
ければならない。従来のシステム開発では、マシンの供
給者が定めたレジスタ使用慣習に従い、通常、関数を越
えて生存しない変数には揮発性レジスタを割り当て、関
数を越えて生存する変数には不揮発性レジスタを割り当
てていた。また、インプリメンテーションのバリエーシ
ョンとしては、関数を越えて生存する変数に揮発性レジ
スタを割り当てる方式も存在するが、これは、不揮発性
レジスタが供給されていない等の特殊な事情がないかぎ
り合理的な方法とは考えられていない。
は、レジスタ使用慣習として、マシン（ＣＰＵ）の供給
者が定めるものである。したがって、ソフトウェアによ
るシステムの開発者は、この慣習に従って開発を行わな
ければならない。従来のシステム開発では、マシンの供
給者が定めたレジスタ使用慣習に従い、通常、関数を越
えて生存しない変数には揮発性レジスタを割り当て、関
数を越えて生存する変数には不揮発性レジスタを割り当
てていた。また、インプリメンテーションのバリエーシ
ョンとしては、関数を越えて生存する変数に揮発性レジ
スタを割り当てる方式も存在するが、これは、不揮発性
レジスタが供給されていない等の特殊な事情がないかぎ
り合理的な方法とは考えられていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】複数の相互リンク可能
なソフトウェアによるシステムがある場合、通常、それ
ぞれのシステムにおいて、上記従来の技術で説明したよ
うに、定められた不揮発性レジスタと揮発性レジスタの
使用慣習に従ってコード生成を行う。これは、各システ
ムが相互にリンクされる、すなわち相互に関数呼び出し
が行われることを前提としている。ここで、相互リンク
可能なシステムの一方がＪＩＴ（Just In Time）コンパ
イラであるとし、ＪＩＴコンパイラにて生成されたコー
ドとオブジェクト生成等の外部関数との関係を考える
と、ＪＩＴコンパイラにて生成されたコードが外部関数
を呼び出す場合がほとんどであり、その逆は極めて稀で
ある。このような場合、外部関数で不揮発性レジスタと
定められているレジスタの値を、必ずしもＪＩＴコンパ
イラ内で保存しなければならないとは限らない。しかし
ながら、従来は、マシンの供給者により定められた不揮
発性レジスタをそのまま固定的に不揮発性レジスタとし
て使用しているので、本質的には必要とないレジスタ内
容の退避・復元が実行されていた。
なソフトウェアによるシステムがある場合、通常、それ
ぞれのシステムにおいて、上記従来の技術で説明したよ
うに、定められた不揮発性レジスタと揮発性レジスタの
使用慣習に従ってコード生成を行う。これは、各システ
ムが相互にリンクされる、すなわち相互に関数呼び出し
が行われることを前提としている。ここで、相互リンク
可能なシステムの一方がＪＩＴ（Just In Time）コンパ
イラであるとし、ＪＩＴコンパイラにて生成されたコー
ドとオブジェクト生成等の外部関数との関係を考える
と、ＪＩＴコンパイラにて生成されたコードが外部関数
を呼び出す場合がほとんどであり、その逆は極めて稀で
ある。このような場合、外部関数で不揮発性レジスタと
定められているレジスタの値を、必ずしもＪＩＴコンパ
イラ内で保存しなければならないとは限らない。しかし
ながら、従来は、マシンの供給者により定められた不揮
発性レジスタをそのまま固定的に不揮発性レジスタとし
て使用しているので、本質的には必要とないレジスタ内
容の退避・復元が実行されていた。
【０００６】また、上述したように、関数を越えて生存
する変数には通常、不揮発性レジスタが割り当てられ
る。これは、そのような変数を揮発性レジスタに割り付
けるよりも不揮発性レジスタに割り付けたほうが、有利
なコードパターンが多く発生すると考えられているから
である。すなわち、関数を越えて生存する変数を揮発性
レジスタに割り付けた場合、最悪の場合で、その変数が
定義されて最後に使用されるまでに呼び出された関数の
数だけ退避・復元が必要となるのに対し、不揮発性レジ
スタに割り付けた場合は、その変数の生存区間の外側で
多くても１度だけ退避・復元を行えばよいと言える。し
かしながら、関数を越えて生存する変数が存在しても、
その関数が稀にしか呼び出されない場合がある。そし
て、上記従来の手法では、そのような変数も不揮発性レ
ジスタに割り付けられるため、その変数の生存区間の前
後でのレジスタ内容の退避・復元が、ほとんどの場合に
無駄になってしまっていた。
する変数には通常、不揮発性レジスタが割り当てられ
る。これは、そのような変数を揮発性レジスタに割り付
けるよりも不揮発性レジスタに割り付けたほうが、有利
なコードパターンが多く発生すると考えられているから
である。すなわち、関数を越えて生存する変数を揮発性
レジスタに割り付けた場合、最悪の場合で、その変数が
定義されて最後に使用されるまでに呼び出された関数の
数だけ退避・復元が必要となるのに対し、不揮発性レジ
スタに割り付けた場合は、その変数の生存区間の外側で
多くても１度だけ退避・復元を行えばよいと言える。し
かしながら、関数を越えて生存する変数が存在しても、
その関数が稀にしか呼び出されない場合がある。そし
て、上記従来の手法では、そのような変数も不揮発性レ
ジスタに割り付けられるため、その変数の生存区間の前
後でのレジスタ内容の退避・復元が、ほとんどの場合に
無駄になってしまっていた。
【０００７】そこで、本発明は、関数を越えて生存する
変数のレジスタへの割り付を工夫することにより、レジ
スタの内容の退避・復元を効率的に行い、コンパイル処
理の実行効率を向上させることを目的とする。
変数のレジスタへの割り付を工夫することにより、レジ
スタの内容の退避・復元を効率的に行い、コンパイル処
理の実行効率を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明は、コンピュータを制御して、実行プログラムのソ
ースコードをコンパイルして機械語コードを生成する、
次のようなプログラム変換（コンパイル）方法として実
現される。すなわち、このプログラム変換方法は、処理
対象である実行プログラム中の所定の変数に関して、所
定の関数呼び出しを越えて生存するか否かを判断し、こ
の変数が関数呼び出しを越えて生存する場合、さらに、
この関数呼び出しがコンパイラにて生成された関数の呼
び出しか、外部関数の呼び出しかを判断するステップ
と、この判断に基づいて、揮発性レジスタ（volatile r
egister）、不揮発性レジスタ（non-volatile registe
r）、または外部関数の呼び出しが行われてもレジスタ
値が保存されるがコンパイラにて生成された関数の呼び
出しが行われるとレジスタ値が破壊される準揮発性レジ
スタ（semi-volatile register）のいずれに、この変数
を割り付けるかを決定するステップと、この決定に基づ
いて機械語コードを生成するステップとを含むことを特
徴とする。ここで、この変数の割付先を決定するステッ
プは、所定の変数の生存区間が外部関数の呼び出しのみ
を越える場合（すなわち、コンパイラにて生成された関
数の呼び出しを越えない場合）に、この変数を準揮発性
レジスタに割り付けるステップを含む。
発明は、コンピュータを制御して、実行プログラムのソ
ースコードをコンパイルして機械語コードを生成する、
次のようなプログラム変換（コンパイル）方法として実
現される。すなわち、このプログラム変換方法は、処理
対象である実行プログラム中の所定の変数に関して、所
定の関数呼び出しを越えて生存するか否かを判断し、こ
の変数が関数呼び出しを越えて生存する場合、さらに、
この関数呼び出しがコンパイラにて生成された関数の呼
び出しか、外部関数の呼び出しかを判断するステップ
と、この判断に基づいて、揮発性レジスタ（volatile r
egister）、不揮発性レジスタ（non-volatile registe
r）、または外部関数の呼び出しが行われてもレジスタ
値が保存されるがコンパイラにて生成された関数の呼び
出しが行われるとレジスタ値が破壊される準揮発性レジ
スタ（semi-volatile register）のいずれに、この変数
を割り付けるかを決定するステップと、この決定に基づ
いて機械語コードを生成するステップとを含むことを特
徴とする。ここで、この変数の割付先を決定するステッ
プは、所定の変数の生存区間が外部関数の呼び出しのみ
を越える場合（すなわち、コンパイラにて生成された関
数の呼び出しを越えない場合）に、この変数を準揮発性
レジスタに割り付けるステップを含む。
【０００９】また、本発明の他のプログラム変換方法
は、実行プログラムを実行した際の、かかる実行プログ
ラムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格納す
るステップと、この実行プログラム中の変数に対して、
この変数が所定の関数呼び出しを越えて生存する場合
に、この関数の実行頻度に応じて、揮発性レジスタまた
は不揮発性レジスタのどちらに変数を割り当てるかを決
定するステップと、この決定されたレジスタの割り当て
を反映して機械語コードを生成するステップとを含むこ
とを特徴とする。ここで、この変数の割付先を決定する
ステップは、所定の変数の生存区間が実行頻度の低い関
数の呼び出しを越える場合に、この変数を揮発性レジス
タに割り付けるステップを含む。
は、実行プログラムを実行した際の、かかる実行プログ
ラムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格納す
るステップと、この実行プログラム中の変数に対して、
この変数が所定の関数呼び出しを越えて生存する場合
に、この関数の実行頻度に応じて、揮発性レジスタまた
は不揮発性レジスタのどちらに変数を割り当てるかを決
定するステップと、この決定されたレジスタの割り当て
を反映して機械語コードを生成するステップとを含むこ
とを特徴とする。ここで、この変数の割付先を決定する
ステップは、所定の変数の生存区間が実行頻度の低い関
数の呼び出しを越える場合に、この変数を揮発性レジス
タに割り付けるステップを含む。
【００１０】また、本発明のさらに他のプログラム変換
方法は、実行プログラムを実行した際の、かかる実行プ
ログラムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格
納するステップと、この実行プログラム中の変数に対し
て、この変数が所定の関数呼び出しを越えて生存する場
合に、この関数の実行頻度に応じて、レジスタに割り付
けられた変数を関数呼び出しの前後で退避・復元するコ
ード、またはこの変数を呼び出された関数内で退避・復
元するコードのどちらを付加するかを決定するステップ
と、この決定に基づいて機械語コードを生成し、メモリ
に格納するステップとを含むことを特徴とする。ここ
で、この変数の割付先を決定するステップは、レジスタ
に割り付けられた所定の変数の生存区間が実行頻度の低
い関数の呼び出しを越える場合に、この変数を呼び出さ
れた関数内で退避・復元するコードを実行プログラムに
付加する処理を含む。
方法は、実行プログラムを実行した際の、かかる実行プ
ログラムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格
納するステップと、この実行プログラム中の変数に対し
て、この変数が所定の関数呼び出しを越えて生存する場
合に、この関数の実行頻度に応じて、レジスタに割り付
けられた変数を関数呼び出しの前後で退避・復元するコ
ード、またはこの変数を呼び出された関数内で退避・復
元するコードのどちらを付加するかを決定するステップ
と、この決定に基づいて機械語コードを生成し、メモリ
に格納するステップとを含むことを特徴とする。ここ
で、この変数の割付先を決定するステップは、レジスタ
に割り付けられた所定の変数の生存区間が実行頻度の低
い関数の呼び出しを越える場合に、この変数を呼び出さ
れた関数内で退避・復元するコードを実行プログラムに
付加する処理を含む。
【００１１】さらにまた、本発明の他のプログラム変換
方法は、処理対象である実行プログラム中の所定の変数
を、 Ａ群：生存区間がコンパイラにて生成された関数であっ
て頻繁に実行される関数を跨ぐような変数と、 Ｂ群：生存区間が頻繁に実行される外部関数を跨ぎ、か
つ前記コンパイラにて生成された関数であって頻繁に実
行される関数を跨がないような変数と、 Ｃ群：その他の変数とに分類するステップと、Ａ群に分
類された変数を不揮発性レジスタ（non-volatile regis
ter）に割り当て、Ｂ群に分類された変数を外部関数の
呼び出しが行われてもレジスタ値が保存されるが前記コ
ンパイラにて生成された関数の呼び出しが行われるとレ
ジスタ値が破壊される準揮発性レジスタ（semi-volatil
e register）に割り当て、Ｃ群に分類された変数を揮発
性レジスタ（volatile register）に割り当てるステッ
プと、この割り当てにしたがって、機械語コードを生成
するステップとを含むことを特徴とする。
方法は、処理対象である実行プログラム中の所定の変数
を、 Ａ群：生存区間がコンパイラにて生成された関数であっ
て頻繁に実行される関数を跨ぐような変数と、 Ｂ群：生存区間が頻繁に実行される外部関数を跨ぎ、か
つ前記コンパイラにて生成された関数であって頻繁に実
行される関数を跨がないような変数と、 Ｃ群：その他の変数とに分類するステップと、Ａ群に分
類された変数を不揮発性レジスタ（non-volatile regis
ter）に割り当て、Ｂ群に分類された変数を外部関数の
呼び出しが行われてもレジスタ値が保存されるが前記コ
ンパイラにて生成された関数の呼び出しが行われるとレ
ジスタ値が破壊される準揮発性レジスタ（semi-volatil
e register）に割り当て、Ｃ群に分類された変数を揮発
性レジスタ（volatile register）に割り当てるステッ
プと、この割り当てにしたがって、機械語コードを生成
するステップとを含むことを特徴とする。
【００１２】また、上記の目的を達成する本発明は、実
行プログラムのソースコードを読み込み、機械語コード
に変換する、次のように構成されたデータ処理装置とし
て実現される。すなわち、このデータ処理装置は、実行
プログラム中の変数に対して論理レジスタの割付を行う
論理レジスタ割付部と、所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存するか否かを解析し、かつ、この変数が
関数呼び出しを越えて生存する場合に、この関数呼び出
しがコンパイラにて生成された関数の呼び出しか、外部
関数の呼び出しかを解析する論理レジスタ性質解析部
と、この解析結果に基づいて、揮発性レジスタ（volati
le register）、不揮発性レジスタ（non-volatile regi
ster）、または外部関数の呼び出しが行われてもレジス
タ値が保存されるがコンパイラにて生成された関数の呼
び出しが行われるとレジスタ値が破壊される準揮発性レ
ジスタ（semi-volatile register）のいずれかに、この
変数を割り付ける物理レジスタ割付部と、レジスタ割付
の決定を反映させて機械語コードを生成するコード生成
部とを備えることを特徴とする。
行プログラムのソースコードを読み込み、機械語コード
に変換する、次のように構成されたデータ処理装置とし
て実現される。すなわち、このデータ処理装置は、実行
プログラム中の変数に対して論理レジスタの割付を行う
論理レジスタ割付部と、所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存するか否かを解析し、かつ、この変数が
関数呼び出しを越えて生存する場合に、この関数呼び出
しがコンパイラにて生成された関数の呼び出しか、外部
関数の呼び出しかを解析する論理レジスタ性質解析部
と、この解析結果に基づいて、揮発性レジスタ（volati
le register）、不揮発性レジスタ（non-volatile regi
ster）、または外部関数の呼び出しが行われてもレジス
タ値が保存されるがコンパイラにて生成された関数の呼
び出しが行われるとレジスタ値が破壊される準揮発性レ
ジスタ（semi-volatile register）のいずれかに、この
変数を割り付ける物理レジスタ割付部と、レジスタ割付
の決定を反映させて機械語コードを生成するコード生成
部とを備えることを特徴とする。
【００１３】さらに、本発明による他のデータ処理装置
は、実行プログラム中の変数に対して、この変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、この関数の実
行頻度に応じて、揮発性レジスタ（volatile registe
r）または不揮発性レジスタ（non-volatile register）
のどちらかに変数を割り付けるレジスタ割付部と、揮発
性レジスタに割り付けられた変数を関数呼び出しの前後
で退避・復元するコードを実行プログラムに付加し、前
記不揮発性レジスタに割り付けられた変数を呼び出され
た関数内で退避・復元するコードを実行プログラムに付
加するための情報を生成する退避・復元情報生成部と、
生成された情報に基づいて機械語コードを生成するコー
ド生成部とを備えることを特徴とする。
は、実行プログラム中の変数に対して、この変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、この関数の実
行頻度に応じて、揮発性レジスタ（volatile registe
r）または不揮発性レジスタ（non-volatile register）
のどちらかに変数を割り付けるレジスタ割付部と、揮発
性レジスタに割り付けられた変数を関数呼び出しの前後
で退避・復元するコードを実行プログラムに付加し、前
記不揮発性レジスタに割り付けられた変数を呼び出され
た関数内で退避・復元するコードを実行プログラムに付
加するための情報を生成する退避・復元情報生成部と、
生成された情報に基づいて機械語コードを生成するコー
ド生成部とを備えることを特徴とする。
【００１４】さらにまた、本発明は、上述したプログラ
ム変換方法の各ステップに対応する処理をコンピュータ
に実行させ、またはコンピュータを用いて上記のデータ
処理装置の各機能を実現させるプログラム（例えば、Ｊ
ａｖａ（登録商標）におけるＪＩＴコンパイラのよう
な、実行プログラムの実行に際して動的（ダイナミッ
ク）にコンパイルを行うコンパイラ）として実現するこ
とができる。このプログラムは、磁気ディスクや光ディ
スク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布
したり、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。
ム変換方法の各ステップに対応する処理をコンピュータ
に実行させ、またはコンピュータを用いて上記のデータ
処理装置の各機能を実現させるプログラム（例えば、Ｊ
ａｖａ（登録商標）におけるＪＩＴコンパイラのよう
な、実行プログラムの実行に際して動的（ダイナミッ
ク）にコンパイルを行うコンパイラ）として実現するこ
とができる。このプログラムは、磁気ディスクや光ディ
スク、半導体メモリ、その他の記録媒体に格納して配布
したり、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。
【００１５】
【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１は、本実
施の形態によるデータ処理方法を実現するコンピュータ
システムのシステム構成を示す図である。図１を参照す
ると、本実施の形態におけるコンピュータシステムは、
ソースプログラム（入力コード）をコンパイルするコン
パイラ１００と、コンパイラ１００にてコンパイルされ
たオブジェクトプログラム（出力コード）を実行して種
々の処理を行うプログラム実行部２００と、メモリ３０
０とを備える。コンパイラ１００及びプログラム実行部
２００は、パーソナルコンピュータやワークステーショ
ンなどのコンピュータシステムにおけるプログラム制御
されたＣＰＵにて実現される。メモリ３００は、コンピ
ュータ装置のメインメモリであり、ＲＡＭ等で実現され
る。メモリ３００には、ＣＰＵを制御してコンパイラ１
００として動作させるためのプログラムやコンパイルの
対象のプログラムが格納されると共に、コンパイラ１０
０のコンパイル処理において、レジスタから退避される
変数が一時的に格納される。なお、メモリ３００に格納
されるプログラムは、必要に応じて、適宜磁気ディスク
その他の外部記録装置に保存されることは言うまでもな
い。
に基づいて、この発明を詳細に説明する。図１は、本実
施の形態によるデータ処理方法を実現するコンピュータ
システムのシステム構成を示す図である。図１を参照す
ると、本実施の形態におけるコンピュータシステムは、
ソースプログラム（入力コード）をコンパイルするコン
パイラ１００と、コンパイラ１００にてコンパイルされ
たオブジェクトプログラム（出力コード）を実行して種
々の処理を行うプログラム実行部２００と、メモリ３０
０とを備える。コンパイラ１００及びプログラム実行部
２００は、パーソナルコンピュータやワークステーショ
ンなどのコンピュータシステムにおけるプログラム制御
されたＣＰＵにて実現される。メモリ３００は、コンピ
ュータ装置のメインメモリであり、ＲＡＭ等で実現され
る。メモリ３００には、ＣＰＵを制御してコンパイラ１
００として動作させるためのプログラムやコンパイルの
対象のプログラムが格納されると共に、コンパイラ１０
０のコンパイル処理において、レジスタから退避される
変数が一時的に格納される。なお、メモリ３００に格納
されるプログラムは、必要に応じて、適宜磁気ディスク
その他の外部記録装置に保存されることは言うまでもな
い。
【００１６】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４
００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。コンパイラ１００により生成された出力コー
ドは、プログラム実行部２００により実行される。な
お、本実施の形態において、コンパイラ１００は、Ｊａ
ｖａにおけるＪＩＴ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る。以下、本実施の形態では、
ＪａｖａのＪＩＴコンパイラを例として説明する。ま
た、プログラム実行部２００は、コンパイラ１００にて
コンパイルされた実行プログラムのオブジェクトコード
（機械語コード）を実行するほか、当該実行プログラム
をインタープリタによっても実行する。そして、実行プ
ログラムを実行した際に、その実行プロファイル（以
下、単にプロファイル）を取得してメモリ３００に蓄積
する。
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４
００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。コンパイラ１００により生成された出力コー
ドは、プログラム実行部２００により実行される。な
お、本実施の形態において、コンパイラ１００は、Ｊａ
ｖａにおけるＪＩＴ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る。以下、本実施の形態では、
ＪａｖａのＪＩＴコンパイラを例として説明する。ま
た、プログラム実行部２００は、コンパイラ１００にて
コンパイルされた実行プログラムのオブジェクトコード
（機械語コード）を実行するほか、当該実行プログラム
をインタープリタによっても実行する。そして、実行プ
ログラムを実行した際に、その実行プロファイル（以
下、単にプロファイル）を取得してメモリ３００に蓄積
する。
【００１７】図２は、本実施の形態におけるコンパイラ
１００の構成を説明する図である。図２を参照すると、
コンパイラ１００は、コンパイルの対象であるプログラ
ムに対して論理レジスタの割付を行う論理レジスタ割付
部１１０と、各論理レジスタに関して、割り付けられた
変数の生存区間がどのように関数を跨いでいるかを解析
する論理レジスタ性質解析部１２０と、論理レジスタ性
質解析部１２０による解析結果に基づき論理レジスタと
物理レジスタのマッピングを行う物理レジスタ割付部１
３０と、物理レジスタ割付部１３０によるマッピングの
結果に基づき、各物理レジスタにおいてどのような退避
・復元を実行するかについての情報を生成する退避・復
元情報生成部１４０と、退避・復元情報生成部１４０に
より生成された情報を反映させてオブジェクトコードを
生成するコード生成部１５０とを備える。
１００の構成を説明する図である。図２を参照すると、
コンパイラ１００は、コンパイルの対象であるプログラ
ムに対して論理レジスタの割付を行う論理レジスタ割付
部１１０と、各論理レジスタに関して、割り付けられた
変数の生存区間がどのように関数を跨いでいるかを解析
する論理レジスタ性質解析部１２０と、論理レジスタ性
質解析部１２０による解析結果に基づき論理レジスタと
物理レジスタのマッピングを行う物理レジスタ割付部１
３０と、物理レジスタ割付部１３０によるマッピングの
結果に基づき、各物理レジスタにおいてどのような退避
・復元を実行するかについての情報を生成する退避・復
元情報生成部１４０と、退避・復元情報生成部１４０に
より生成された情報を反映させてオブジェクトコードを
生成するコード生成部１５０とを備える。
【００１８】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）ディスクなどの記録
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
特徴的な機能に関するものである。図示しないが、コン
パイラ１００は、実際には、入力コードの字句解析や構
文解析、各種の最適化処理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。
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）ディスクなどの記録
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
特徴的な機能に関するものである。図示しないが、コン
パイラ１００は、実際には、入力コードの字句解析や構
文解析、各種の最適化処理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。
【００１９】本実施の形態では、プログラムにおける変
数が関数呼び出しを越えて生存する場合に、レジスタ値
である当該変数の退避・復元を効率的に行うため、次に
説明する二つの手法にて変数のレジスタへの割付を行
う。一つは、本実施の形態にて定義される準揮発性レジ
スタを用いる手法、もう一つは、変数を用いる関数の呼
び出し頻度を考慮する手法である。
数が関数呼び出しを越えて生存する場合に、レジスタ値
である当該変数の退避・復元を効率的に行うため、次に
説明する二つの手法にて変数のレジスタへの割付を行
う。一つは、本実施の形態にて定義される準揮発性レジ
スタを用いる手法、もう一つは、変数を用いる関数の呼
び出し頻度を考慮する手法である。
【００２０】１．準揮発性レジスタを用いる手法
・準揮発性レジスタの導入
ＪａｖａのＪＩＴコンパイラなどで行われる動的なコン
パイル処理（DynamicCompilation）では、コンパイラ１
００は、プログラムの実行中にオブジェクトコードを動
的に生成し、当該プログラムの実行中だけ使用する。従
って、外部関数からの呼び出しがあったかどうかを完全
に把握できるため、外部関数からの呼び出し点で不揮発
性レジスタを退避しておけば、コンパイラ１００が生成
したコードの中では、その不揮発性レジスタを自由に揮
発性レジスタに変更できる。プログラムの定常実行状態
では、外部関数からの呼び出しはほとんど無いため、不
揮発性レジスタを揮発性レジスタに変更することの不都
合は事実上無いと言ってよい。
パイル処理（DynamicCompilation）では、コンパイラ１
００は、プログラムの実行中にオブジェクトコードを動
的に生成し、当該プログラムの実行中だけ使用する。従
って、外部関数からの呼び出しがあったかどうかを完全
に把握できるため、外部関数からの呼び出し点で不揮発
性レジスタを退避しておけば、コンパイラ１００が生成
したコードの中では、その不揮発性レジスタを自由に揮
発性レジスタに変更できる。プログラムの定常実行状態
では、外部関数からの呼び出しはほとんど無いため、不
揮発性レジスタを揮発性レジスタに変更することの不都
合は事実上無いと言ってよい。
【００２１】そこで、マシンで定められている不揮発性
レジスタの一部を、コンパイラ１００が生成したコード
内では揮発性レジスタとして使用する。ここでは、その
ように用いられるレジスタを準揮発性レジスタ（semi-v
olatile register）と呼称する。準揮発性レジスタは、
次のように扱われる。 （１）定められた不揮発性レジスタの中からコンパイラ
１００が生成したコード内で揮発性レジスタとして使用
する準揮発性レジスタを決定する。その個数は不揮発性
レジスタの数を超えない限りいくつでもよい。 （２）コンパイラ１００にて生成されたコードが外部か
ら呼び出されるポイントでは、準揮発性レジスタを退避
する。例えば、インタープリタとコンパイラとが混在す
る実行環境（mixed-mode execution環境）では、コンパ
イラ１００にて生成されたコードをインタープリタが呼
び出すときに準揮発性レジスタの内容を退避する。
レジスタの一部を、コンパイラ１００が生成したコード
内では揮発性レジスタとして使用する。ここでは、その
ように用いられるレジスタを準揮発性レジスタ（semi-v
olatile register）と呼称する。準揮発性レジスタは、
次のように扱われる。 （１）定められた不揮発性レジスタの中からコンパイラ
１００が生成したコード内で揮発性レジスタとして使用
する準揮発性レジスタを決定する。その個数は不揮発性
レジスタの数を超えない限りいくつでもよい。 （２）コンパイラ１００にて生成されたコードが外部か
ら呼び出されるポイントでは、準揮発性レジスタを退避
する。例えば、インタープリタとコンパイラとが混在す
る実行環境（mixed-mode execution環境）では、コンパ
イラ１００にて生成されたコードをインタープリタが呼
び出すときに準揮発性レジスタの内容を退避する。
【００２２】図３は、インタープリタとコンパイラとが
混在する実行環境での関数呼び出しの様子を示す図であ
る。図３において、準揮発性レジスタは、コンパイラ１
００にて生成されたコード（図ではＪＩＴ関数と記載）
内では揮発性レジスタとして扱われ、インタープリタ及
び外部関数の実行においては不揮発性レジスタとして扱
われる。コンパイラ１００にて生成されたコードが外部
関数を呼び出す場合には、直接関数呼び出しが行われる
が、外部関数がコンパイラ１００にて生成されたコード
を呼び出す場合には、インタープリタ及びJIT Invoker
を介して関数呼び出しが行われるため、ここで準揮発性
レジスタの内容が退避される。
混在する実行環境での関数呼び出しの様子を示す図であ
る。図３において、準揮発性レジスタは、コンパイラ１
００にて生成されたコード（図ではＪＩＴ関数と記載）
内では揮発性レジスタとして扱われ、インタープリタ及
び外部関数の実行においては不揮発性レジスタとして扱
われる。コンパイラ１００にて生成されたコードが外部
関数を呼び出す場合には、直接関数呼び出しが行われる
が、外部関数がコンパイラ１００にて生成されたコード
を呼び出す場合には、インタープリタ及びJIT Invoker
を介して関数呼び出しが行われるため、ここで準揮発性
レジスタの内容が退避される。
【００２３】・準揮発性レジスタを用いたレジスタ内容
の退避・復元回数の削減 図４は、レジスタの種類と性質を示す図表である。図４
に示すように、準揮発性レジスタの導入により、レジス
タの種類は揮発性レジスタ、準揮発性レジスタ、不揮発
性レジスタの３種類となる。これらのレジスタを、プロ
グラム中の変数の種類に応じて使い分ける。すなわち、
プログラムの解析により、変数を、生存区間が関数を跨
がないものと、生存区間がコンパイラ１００にて生成さ
れた関数を跨ぐものと、生存区間が外部関数を跨ぐがコ
ンパイラ１００にて生成された関数は跨がないものとに
分ける。このうち、生存区間が関数を跨がない変数には
揮発性レジスタを割り当て、生存区間がコンパイラ１０
０にて生成された関数を跨ぐものには不揮発性レジスタ
を割り当てるのは、これまで通りである。そして、生存
区間が外部関数を跨ぐがコンパイラ１００にて生成され
た関数は跨がない変数を準揮発性レジスタに割り当て
る。
の退避・復元回数の削減 図４は、レジスタの種類と性質を示す図表である。図４
に示すように、準揮発性レジスタの導入により、レジス
タの種類は揮発性レジスタ、準揮発性レジスタ、不揮発
性レジスタの３種類となる。これらのレジスタを、プロ
グラム中の変数の種類に応じて使い分ける。すなわち、
プログラムの解析により、変数を、生存区間が関数を跨
がないものと、生存区間がコンパイラ１００にて生成さ
れた関数を跨ぐものと、生存区間が外部関数を跨ぐがコ
ンパイラ１００にて生成された関数は跨がないものとに
分ける。このうち、生存区間が関数を跨がない変数には
揮発性レジスタを割り当て、生存区間がコンパイラ１０
０にて生成された関数を跨ぐものには不揮発性レジスタ
を割り当てるのは、これまで通りである。そして、生存
区間が外部関数を跨ぐがコンパイラ１００にて生成され
た関数は跨がない変数を準揮発性レジスタに割り当て
る。
【００２４】図５は、生存区間が外部関数を跨ぐがコン
パイラ１００にて生成された関数は跨がない変数に関し
て必要となるレジスタ内容の退避・復元を説明する図で
ある。生存区間が外部関数を跨ぐがコンパイラ１００に
て生成された関数は跨がない変数を準揮発性レジスタに
割り当てることにより、図５に示すように、当該変数に
ついては、コンパイラ１００にて生成されたコード内で
は、レジスタ内容の退避・復元を伴わずにレジスタ割り
当てできるようになる。一方、従来のレジスタ割付で
は、そのような変数を揮発性レジスタに割り当てた場
合、関数呼び出し前後のレジスタ内容の退避・復元が必
要であり、また、不揮発性レジスタに割り当てた場合は
レジスタ使用前後の退避・復元が必要であった。したが
って、かかるレジスタ内容の退避・復元を削減すること
により、コンパイル処理の実行効率が向上する。
パイラ１００にて生成された関数は跨がない変数に関し
て必要となるレジスタ内容の退避・復元を説明する図で
ある。生存区間が外部関数を跨ぐがコンパイラ１００に
て生成された関数は跨がない変数を準揮発性レジスタに
割り当てることにより、図５に示すように、当該変数に
ついては、コンパイラ１００にて生成されたコード内で
は、レジスタ内容の退避・復元を伴わずにレジスタ割り
当てできるようになる。一方、従来のレジスタ割付で
は、そのような変数を揮発性レジスタに割り当てた場
合、関数呼び出し前後のレジスタ内容の退避・復元が必
要であり、また、不揮発性レジスタに割り当てた場合は
レジスタ使用前後の退避・復元が必要であった。したが
って、かかるレジスタ内容の退避・復元を削減すること
により、コンパイル処理の実行効率が向上する。
【００２５】２．変数を用いる関数の呼び出し頻度を考
慮する手法 生存区間が関数を跨ぐ変数に対しては、不揮発性レジス
タを割り当てる方が有利なコードパターンが多く発生す
ると考えられることから、通常、この種の変数には不揮
発性レジスタが割り当てられている。しかし、稀にしか
呼ばれない関数を跨ぐ変数に不揮発性レジスタを割り当
ててしまうと、その変数の生存区間の前後におけるレジ
スタ内容の退避・復元が無駄になってしまう。そこで、
所定の変数に関し、プロファイル等の情報を利用して、
当該変数が跨ぐ関数の呼び出しが稀に実行されるもので
あるかどうかを判断し、判断結果に応じて割り当てるレ
ジスタを選択する。
慮する手法 生存区間が関数を跨ぐ変数に対しては、不揮発性レジス
タを割り当てる方が有利なコードパターンが多く発生す
ると考えられることから、通常、この種の変数には不揮
発性レジスタが割り当てられている。しかし、稀にしか
呼ばれない関数を跨ぐ変数に不揮発性レジスタを割り当
ててしまうと、その変数の生存区間の前後におけるレジ
スタ内容の退避・復元が無駄になってしまう。そこで、
所定の変数に関し、プロファイル等の情報を利用して、
当該変数が跨ぐ関数の呼び出しが稀に実行されるもので
あるかどうかを判断し、判断結果に応じて割り当てるレ
ジスタを選択する。
【００２６】すなわち、変数が跨ぐ関数の全てが稀にし
か実行されない場合、その変数を揮発性レジスタに割り
当て、関数呼び出しの前にレジスタ内容を退避し、復帰
の後に退避前のレジスタ内容を復元する（コーラーメソ
ッドによるレジスタ値の退避・復元）。一方、変数が跨
ぐ関数のうち、１つでも頻繁に実行されるものがある場
合は、その変数を不揮発性レジスタに割り当て、そのレ
ジスタの使用前にレジスタ内容を退避し、使用後に退避
前のレジスタ内容を復元する（コーリーメソッドによる
レジスタ値の退避・復元）。
か実行されない場合、その変数を揮発性レジスタに割り
当て、関数呼び出しの前にレジスタ内容を退避し、復帰
の後に退避前のレジスタ内容を復元する（コーラーメソ
ッドによるレジスタ値の退避・復元）。一方、変数が跨
ぐ関数のうち、１つでも頻繁に実行されるものがある場
合は、その変数を不揮発性レジスタに割り当て、そのレ
ジスタの使用前にレジスタ内容を退避し、使用後に退避
前のレジスタ内容を復元する（コーリーメソッドによる
レジスタ値の退避・復元）。
【００２７】図６は、関数の実行頻度に応じたレジスタ
の割り当てによるレジスタ内容の退避・復元を説明する
図である。図６に示すように、関数の実行頻度を考慮す
ることにより、稀にしか実行されない関数を跨ぐレジス
タ値の復元・退避が行われる位置は、そのレジスタの生
存区間の前後から生存区間が跨ぐ関数の前後に変更され
る。この関数は稀にしか実行されないので、その関数の
前後の復元・退避も稀にしか行われない。すなわち、事
実上、レジスタ内容の退避・復元のコストが削減される
ことになる。
の割り当てによるレジスタ内容の退避・復元を説明する
図である。図６に示すように、関数の実行頻度を考慮す
ることにより、稀にしか実行されない関数を跨ぐレジス
タ値の復元・退避が行われる位置は、そのレジスタの生
存区間の前後から生存区間が跨ぐ関数の前後に変更され
る。この関数は稀にしか実行されないので、その関数の
前後の復元・退避も稀にしか行われない。すなわち、事
実上、レジスタ内容の退避・復元のコストが削減される
ことになる。
【００２８】上述した１．２．の手法を統合すると、プ
ログラム中の関数が割り付けられるレジスタを選択する
には、次の基準が必要であることがわかる。すなわち、 （１）変数の生存区間がコンパイラ１００にて生成され
た関数（コード）を跨ぐか。 （２）変数の生存区間が外部関数を跨ぐか。 （３）変数の生存区間が跨ぐ関数自体の呼び出しの発生
頻度。 これらの基準のさまざまな組み合わせを考慮した上で、
本実施の形態では、割り当てるレジスタを決定するため
の変数の範疇を以下の３つと定める。 Ａ群：生存区間がコンパイラ１００にて生成された関数
を頻繁に実行されるパスで跨ぐことがある変数 Ｂ群：生存区間が、外部関数を頻繁に実行されるパスで
跨ぐことがあり、かつコンパイラ１００にて生成された
関数を頻繁に実行されるパスで跨ぐことがない（コンパ
イラ１００にて生成された関数を全て稀にしか実行され
ないパスで跨ぐか、もしくは全く跨がない）変数 Ｃ群：その他の（全ての関数を稀にしか実行されないパ
スのみで跨ぐか、もしくは全く跨がない）変数
ログラム中の関数が割り付けられるレジスタを選択する
には、次の基準が必要であることがわかる。すなわち、 （１）変数の生存区間がコンパイラ１００にて生成され
た関数（コード）を跨ぐか。 （２）変数の生存区間が外部関数を跨ぐか。 （３）変数の生存区間が跨ぐ関数自体の呼び出しの発生
頻度。 これらの基準のさまざまな組み合わせを考慮した上で、
本実施の形態では、割り当てるレジスタを決定するため
の変数の範疇を以下の３つと定める。 Ａ群：生存区間がコンパイラ１００にて生成された関数
を頻繁に実行されるパスで跨ぐことがある変数 Ｂ群：生存区間が、外部関数を頻繁に実行されるパスで
跨ぐことがあり、かつコンパイラ１００にて生成された
関数を頻繁に実行されるパスで跨ぐことがない（コンパ
イラ１００にて生成された関数を全て稀にしか実行され
ないパスで跨ぐか、もしくは全く跨がない）変数 Ｃ群：その他の（全ての関数を稀にしか実行されないパ
スのみで跨ぐか、もしくは全く跨がない）変数
【００２９】次に、本実施の形態で提案した上記の手法
を、図１、図２に示したコンパイラ１００にて実現する
場合の、各構成要素の動作について説明する。図２に示
したコンパイラ１００の構成において、論理レジスタ割
付部１１０は、メモリ３００から読み出されて構文解析
などの前処理が行われたプログラムに対して、従来と同
様の方法で論理レジスタの割付を行う。また、コード生
成部１５０は、従来と同様の方法でオブジェクトコード
の生成を行い、生成されたオブジェクトコードをメモリ
３００に格納する。
を、図１、図２に示したコンパイラ１００にて実現する
場合の、各構成要素の動作について説明する。図２に示
したコンパイラ１００の構成において、論理レジスタ割
付部１１０は、メモリ３００から読み出されて構文解析
などの前処理が行われたプログラムに対して、従来と同
様の方法で論理レジスタの割付を行う。また、コード生
成部１５０は、従来と同様の方法でオブジェクトコード
の生成を行い、生成されたオブジェクトコードをメモリ
３００に格納する。
【００３０】論理レジスタ性質解析部１２０は、次のよ
うにして、各論理レジスタに関して、割り付けられた変
数の生存区間がどのように関数を跨いでいるかを解析す
る。図７は、論理レジスタ性質解析部１２０による解析
処理の動作を説明するフローチャートである。特に図示
しないが、プログラム実行部２００によりコンパイル対
象であるプログラムがインタープリタやコンパイル処理
を経て実行された際に、そのプロファイルが取得されて
メモリ３００に格納されているものとする。図７を参照
すると、論理レジスタ性質解析部１２０は、まず全ての
関数に関して、メモリ３００に格納されているプロファ
イル等の情報を取得し、この情報を利用して、その関数
が存在するパスの実行頻度（稀にしか実行されないパス
か、頻繁に実行されるパスか）を解析する（ステップ７
０１）。そして、全ての論理レジスタに対して順次以下
の処理を実行する（ステップ７０２）。
うにして、各論理レジスタに関して、割り付けられた変
数の生存区間がどのように関数を跨いでいるかを解析す
る。図７は、論理レジスタ性質解析部１２０による解析
処理の動作を説明するフローチャートである。特に図示
しないが、プログラム実行部２００によりコンパイル対
象であるプログラムがインタープリタやコンパイル処理
を経て実行された際に、そのプロファイルが取得されて
メモリ３００に格納されているものとする。図７を参照
すると、論理レジスタ性質解析部１２０は、まず全ての
関数に関して、メモリ３００に格納されているプロファ
イル等の情報を取得し、この情報を利用して、その関数
が存在するパスの実行頻度（稀にしか実行されないパス
か、頻繁に実行されるパスか）を解析する（ステップ７
０１）。そして、全ての論理レジスタに対して順次以下
の処理を実行する（ステップ７０２）。
【００３１】まず、着目中の論理レジスタに対して、そ
の論理レジスタの生存区間が、コンパイラ１００が生成
する関数を、頻繁に実行されるパスで跨ぐかどうかを判
定する（ステップ７０３）。もしそうであるならば、当
該論理レジスタをＡ群に分類する（ステップ７０４）。
次に、その論理レジスタの生存区間が、外部関数を頻繁
に実行されるパスで跨ぐかどうかを判定する（ステップ
７０５）。もしそうであるならば、当該論理レジスタを
Ｂ群に分類する（ステップ７０６）。そしてさらに、そ
の論理レジスタの生存区間が、全ての関数を稀にしか実
行されないパスで跨ぐか、またはまったく関数を跨いで
いないならば、当該論理レジスタをＣ群に分類する（ス
テップ７０７）。なお、論理レジスタの性質上、Ａ、
Ｂ、Ｃ群のいずれかに当てはまることが保証されてい
る。以上の処理が全ての論理レジスタに対して行われた
ならば、論理レジスタ性質解析部１２０の処理を終了す
る（ステップ７０２）。
の論理レジスタの生存区間が、コンパイラ１００が生成
する関数を、頻繁に実行されるパスで跨ぐかどうかを判
定する（ステップ７０３）。もしそうであるならば、当
該論理レジスタをＡ群に分類する（ステップ７０４）。
次に、その論理レジスタの生存区間が、外部関数を頻繁
に実行されるパスで跨ぐかどうかを判定する（ステップ
７０５）。もしそうであるならば、当該論理レジスタを
Ｂ群に分類する（ステップ７０６）。そしてさらに、そ
の論理レジスタの生存区間が、全ての関数を稀にしか実
行されないパスで跨ぐか、またはまったく関数を跨いで
いないならば、当該論理レジスタをＣ群に分類する（ス
テップ７０７）。なお、論理レジスタの性質上、Ａ、
Ｂ、Ｃ群のいずれかに当てはまることが保証されてい
る。以上の処理が全ての論理レジスタに対して行われた
ならば、論理レジスタ性質解析部１２０の処理を終了す
る（ステップ７０２）。
【００３２】物理レジスタ割付部１３０は、論理レジス
タ性質解析部１２０による解析結果に基づいて、論理レ
ジスタと物理レジスタのマッピングを行う。図８は、物
理レジスタ割付部１３０によるマッピング処理の動作を
説明するフローチャートである。図８を参照すると、物
理レジスタ割付部１３０は、各論理レジスタに対して、
順次以下の処理を実行する（ステップ８０１）。まず、
着目中の論理レジスタに対して、その論理レジスタがＡ
群に分類されているならば、その論理レジスタを不揮発
性レジスタに割り付ける（ステップ８０２、８０３）。
次に、その論理レジスタがＢ群に分類されているなら
ば、その論理レジスタを準揮発性レジスタに割り付ける
（ステップ８０４、８０５）。そしてさらに、その論理
レジスタがＣ群に分類されているならば、その論理レジ
スタを揮発性レジスタに割り付ける（ステップ８０
６）。以上の処理が全ての論理レジスタに対して行われ
たならば、物理レジスタ割付部１３０の処理を終了する
（ステップ８０１）。
タ性質解析部１２０による解析結果に基づいて、論理レ
ジスタと物理レジスタのマッピングを行う。図８は、物
理レジスタ割付部１３０によるマッピング処理の動作を
説明するフローチャートである。図８を参照すると、物
理レジスタ割付部１３０は、各論理レジスタに対して、
順次以下の処理を実行する（ステップ８０１）。まず、
着目中の論理レジスタに対して、その論理レジスタがＡ
群に分類されているならば、その論理レジスタを不揮発
性レジスタに割り付ける（ステップ８０２、８０３）。
次に、その論理レジスタがＢ群に分類されているなら
ば、その論理レジスタを準揮発性レジスタに割り付ける
（ステップ８０４、８０５）。そしてさらに、その論理
レジスタがＣ群に分類されているならば、その論理レジ
スタを揮発性レジスタに割り付ける（ステップ８０
６）。以上の処理が全ての論理レジスタに対して行われ
たならば、物理レジスタ割付部１３０の処理を終了する
（ステップ８０１）。
【００３３】退避・復元情報生成部１４０は、物理レジ
スタ割付部１３０によるマッピングの結果に基づいて、
各物理レジスタにおいてどのような退避・復元を実行す
るかについての情報を生成する。図９は、退避・復元情
報生成部１４０による情報生成処理の動作を説明するフ
ローチャートである。図９を参照すると、退避・復元情
報生成部１４０は、物理レジスタ割付部１３０にて割り
付けが行われた各物理レジスタに対して、順次以下の処
理を実行する（ステップ９０１）。まず、着目中の物理
レジスタに対して、その物理レジスタが不揮発性レジス
タであれば、コンパイル対象となっているメソッドの入
口に、その物理レジスタの内容をメモリに退避すること
を表す情報を付加し、出口にその物理レジスタの内容を
メモリから復元することを表す情報を付加する（ステッ
プ９０２、９０３）。次に、その物理レジスタが準揮発
性レジスタまたは揮発性レジスタであれば、その物理レ
ジスタに割り付けられている変数の生存区間が跨ぐ各関
数に対して、その関数を呼び出す関数呼び出しの前にそ
の論理レジスタの内容をメモリに退避することを表す情
報を付加し、関数呼び出しの後にその論理レジスタの内
容をメモリから復元することを表す情報を付加する（ス
テップ９０４）。以上の処理が全ての論理レジスタに対
して行われたならば、退避・復元情報生成部１４０の処
理を終了する（ステップ９０１）。この後、退避・復元
情報生成部１４０にて生成された情報に基づき、コード
生成部１５０によるオブジェクトコードの生成処理にお
いて、実際の退避・復元コードが生成される。
スタ割付部１３０によるマッピングの結果に基づいて、
各物理レジスタにおいてどのような退避・復元を実行す
るかについての情報を生成する。図９は、退避・復元情
報生成部１４０による情報生成処理の動作を説明するフ
ローチャートである。図９を参照すると、退避・復元情
報生成部１４０は、物理レジスタ割付部１３０にて割り
付けが行われた各物理レジスタに対して、順次以下の処
理を実行する（ステップ９０１）。まず、着目中の物理
レジスタに対して、その物理レジスタが不揮発性レジス
タであれば、コンパイル対象となっているメソッドの入
口に、その物理レジスタの内容をメモリに退避すること
を表す情報を付加し、出口にその物理レジスタの内容を
メモリから復元することを表す情報を付加する（ステッ
プ９０２、９０３）。次に、その物理レジスタが準揮発
性レジスタまたは揮発性レジスタであれば、その物理レ
ジスタに割り付けられている変数の生存区間が跨ぐ各関
数に対して、その関数を呼び出す関数呼び出しの前にそ
の論理レジスタの内容をメモリに退避することを表す情
報を付加し、関数呼び出しの後にその論理レジスタの内
容をメモリから復元することを表す情報を付加する（ス
テップ９０４）。以上の処理が全ての論理レジスタに対
して行われたならば、退避・復元情報生成部１４０の処
理を終了する（ステップ９０１）。この後、退避・復元
情報生成部１４０にて生成された情報に基づき、コード
生成部１５０によるオブジェクトコードの生成処理にお
いて、実際の退避・復元コードが生成される。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レジスタの内容の退避・復元を効率的に行い、コンパイ
ル処理の実行効率を向上させることができる。
レジスタの内容の退避・復元を効率的に行い、コンパイ
ル処理の実行効率を向上させることができる。
【図１】 本実施の形態によるデータ処理方法を実現す
るコンピュータシステムのシステム構成を示す図であ
る。
るコンピュータシステム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。
明する図である。
【図３】 インタープリタとコンパイラとが混在する実
行環境での関数呼び出しの様子を示す図である。
行環境での関数呼び出しの様子を示す図である。
【図４】 本実施の形態において用いられるレジスタの
種類と性質を示す図表である。
種類と性質を示す図表である。
【図５】 生存区間が外部関数を跨ぐがコンパイラにて
生成された関数は跨がない変数に関して必要となるレジ
スタ内容の退避・復元を説明する図である。
生成された関数は跨がない変数に関して必要となるレジ
スタ内容の退避・復元を説明する図である。
【図６】 関数の実行頻度に応じたレジスタの割り当て
によるレジスタ内容の退避・復元を説明する図である。
によるレジスタ内容の退避・復元を説明する図である。
【図７】 論理レジスタ性質解析部による解析処理の動
作を説明するフローチャートである。
作を説明するフローチャートである。
【図８】 物理レジスタ割付部によるマッピング処理の
動作を説明するフローチャートである。
動作を説明するフローチャートである。
【図９】 退避・復元情報生成部による情報生成処理の
動作を説明するフローチャートである。
動作を説明するフローチャートである。
１００…コンパイラ、１１０…論理レジスタ割付部、１
２０…論理レジスタ性質解析部、１３０…物理レジスタ
割付部、１４０…退避・復元情報生成部、１５０…コー
ド生成部、２００…プログラム実行部、３００…メモリ
２０…論理レジスタ性質解析部、１３０…物理レジスタ
割付部、１４０…退避・復元情報生成部、１５０…コー
ド生成部、２００…プログラム実行部、３００…メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古関 聰
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 河内谷 清久仁
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 AA09 CC25
Claims (18)
- 【請求項１】 コンピュータを制御して、実行プログラ
ムのソースコードをコンパイルして機械語コードを生成
するプログラム変換方法において、 メモリから処理対象である実行プログラムを読み出し、
当該実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存するか否かを判断し、かつ当該変数が関
数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数呼び出し
がコンパイラにて生成された関数の呼び出しか、外部関
数の呼び出しかを判断するステップと、 前記判断に基づいて、関数呼び出しが行われるとレジス
タ値が破壊される揮発性レジスタ、関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタ、また
は外部関数の呼び出しが行われてもレジスタ値が保存さ
れるがコンパイラにて生成された関数の呼び出しが行わ
れるとレジスタ値が破壊される準揮発性レジスタのいず
れに前記変数を割り付けるかを決定するステップと、 前記決定に基づいて機械語コードを生成し、メモリに格
納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。 - 【請求項２】 コンピュータを制御して、実行プログラ
ムのソースコードを読み込み、機械語コードに変換する
プログラム変換方法において、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格納する
ステップと、 前記実行プログラム中の変数に対して、当該変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数の実
行頻度を前記メモリから読み出し、当該実行頻度に応じ
て、関数呼び出しが行われるとレジスタ値が破壊される
揮発性レジスタまたは関数呼び出しが行われてもレジス
タ値が保存される不揮発性レジスタのどちらに当該変数
を割り当てるかを決定するステップと、 決定されたレジスタの割り当てを反映して機械語コード
を生成し、メモリに格納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。 - 【請求項３】 コンピュータを制御して、実行プログラ
ムのソースコードを読み込み、機械語コードに変換する
プログラム変換方法において、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度を調べてメモリに格納する
ステップと、 前記実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存する場合に、前記関数の実行頻度を前記
メモリから読み出し、当該実行頻度に応じて、レジスタ
に割り付けられた当該変数を関数呼び出しの前後で退避
・復元するコード、または当該変数を呼び出された関数
内で退避・復元するコードのどちらを付加するかを決定
するステップと、 前記決定に基づいて機械語コードを生成し、メモリに格
納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。 - 【請求項４】 コンピュータを制御して、実行プログラ
ムのソースコードをコンパイルして機械語コードを生成
するプログラム変換方法において、 前記実行プログラム中の所定の変数を、 Ａ群：生存区間がコンパイラにて生成された関数であっ
て頻繁に実行される関数を跨ぐような変数と、 Ｂ群：生存区間が頻繁に実行される外部関数を跨ぎ、か
つ前記コンパイラにて生成された関数であって頻繁に実
行される関数を跨がないような変数と、 Ｃ群：その他の変数と に分類するステップと、Ａ群に分類された変数を関数呼
び出しが行われてもレジスタ値が保存される不揮発性レ
ジスタに割り当て、Ｂ群に分類された変数を外部関数の
呼び出しが行われてもレジスタ値が保存されるが前記コ
ンパイラにて生成された関数の呼び出しが行われるとレ
ジスタ値が破壊される準揮発性レジスタに割り当て、Ｃ
群に分類された変数を関数呼び出しが行われるとレジス
タ値が破壊される揮発性レジスタに割り当てるステップ
と、 前記割り当てにしたがって、機械語コードを生成し、メ
モリに格納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。 - 【請求項５】 実行プログラムのソースコードを読み込
み、機械語コードに変換するデータ処理装置において、 前記実行プログラム中の変数に対して論理レジスタの割
付を行う論理レジスタ割付部と、 所定の前記変数が所定の関数呼び出しを越えて生存する
か否かを解析し、かつ当該変数が関数呼び出しを越えて
生存する場合に、当該関数呼び出しがコンパイラにて生
成された関数の呼び出しか、外部関数の呼び出しかを解
析する論理レジスタ性質解析部と、 前記論理レジスタ性質解析部による解析結果に基づい
て、関数呼び出しが行われるとレジスタ値が破壊される
揮発性レジスタ、関数呼び出しが行われてもレジスタ値
が保存される不揮発性レジスタ、または外部関数の呼び
出しが行われてもレジスタ値が保存されるがコンパイラ
にて生成された関数の呼び出しが行われるとレジスタ値
が破壊される準揮発性レジスタのいずれかに前記変数を
割り付ける物理レジスタ割付部と、 前記物理レジスタ割付部によるレジスタの割付の決定を
反映させて機械語コードを生成するコード生成部とを備
えることを特徴とするデータ処理装置。 - 【請求項６】 実行プログラムのソースコードを読み込
み、機械語コードに変換するデータ処理装置において、 前記実行プログラム中の変数に対して、当該変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数の実
行頻度に応じて、関数呼び出しが行われるとレジスタ値
が破壊される揮発性レジスタまたは関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタのどち
らかに当該変数を割り付けるレジスタ割付部と、 前記揮発性レジスタに割り付けられた変数を関数呼び出
しの前後で退避・復元するコードを前記実行プログラム
に付加し、前記不揮発性レジスタに割り付けられた変数
を呼び出された関数内で退避・復元するコードを前記実
行プログラムに付加するための情報を生成する退避・復
元情報生成部と、 前記退避・復元情報生成部にて生成された情報に基づい
て機械語コードを生成するコード生成部とを備えること
を特徴とするデータ処理装置。 - 【請求項７】 コンピュータを制御して、所定の実行プ
ログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログラ
ムであって、 前記実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存するか否かを判断し、かつ当該変数が関
数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数呼び出し
がコンパイラにて生成された関数の呼び出しか、外部関
数の呼び出しかを判断する処理と、 前記判断に基づいて、関数呼び出しが行われるとレジス
タ値が破壊される揮発性レジスタ、関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタ、また
は外部関数の呼び出しが行われてもレジスタ値が保存さ
れるがコンパイラにて生成された関数の呼び出しが行わ
れるとレジスタ値が破壊される準揮発性レジスタのいず
れかに前記変数を割り付け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プログラム。 - 【請求項８】 前記プログラムによる前記変数の割付先
を決定する処理は、所定の変数の生存区間が外部関数の
呼び出しのみを越える場合に、当該変数を前記準揮発性
レジスタに割り付ける処理を含むことを特徴とする請求
項７に記載のプログラム。 - 【請求項９】 コンピュータを制御して、所定の実行プ
ログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログラ
ムであって、 前記実行プログラム中の変数のうち、生存区間が外部関
数を跨ぎ、かつコンパイラにて生成された関数を跨がな
いような変数を抽出する処理と、 抽出された変数を外部関数の呼び出しが行われてもレジ
スタ値が保存されるが前記コンパイラにて生成された関
数の呼び出しが行われるとレジスタ値が破壊される準揮
発性レジスタに割り当て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プログラム。 - 【請求項１０】 コンピュータを制御して、所定の実行
プログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログ
ラムであって、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度に関する情報を取得する処
理と、 前記実行プログラム中の変数に対して、当該変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数の実
行頻度に応じて、関数呼び出しが行われるとレジスタ値
が破壊される揮発性レジスタまたは関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタのどち
らかに当該変数を割り付け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プログラム。 - 【請求項１１】 前記プログラムによる前記変数の割付
先を決定する処理は、所定の変数の生存区間が実行頻度
の低い関数の呼び出しを越える場合に、当該変数を前記
揮発性レジスタに割り付ける処理を含むことを特徴とす
る請求項１０に記載のプログラム。 - 【請求項１２】 コンピュータを制御して、所定の実行
プログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログ
ラムであって、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度に関する情報を取得する処
理と、 前記実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存する場合に、前記関数の実行頻度に応じ
て、レジスタに割り付けられた当該変数を関数呼び出し
の前後で退避・復元するコード、または当該変数を呼び
出された関数内で退避・復元するコードのどちらかを当
該実行プログラムに付加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プログラム。 - 【請求項１３】 前記プログラムによる前記変数の割付
先を決定する処理は、レジスタに割り付けられた所定の
変数の生存区間が実行頻度の低い関数の呼び出しを越え
る場合に、前記変数を呼び出された関数内で退避・復元
するコードを前記実行プログラムに付加する処理を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載のプログラム。 - 【請求項１４】 コンピュータを制御して、所定の実行
プログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログ
ラムであって、 前記実行プログラム中の所定の変数を、 Ａ群：生存区間がコンパイラにて生成された関数であっ
て頻繁に実行される関数を跨ぐような変数と、 Ｂ群：生存区間が頻繁に実行される外部関数を跨ぎ、か
つ前記コンパイラにて生成された関数であって頻繁に実
行される関数を跨がないような変数と、 Ｃ群：その他の変数と に分類する処理と、Ａ群に分類された変数を関数呼び出
しが行われてもレジスタ値が保存される不揮発性レジス
タに割り当て、Ｂ群に分類された変数を外部関数の呼び
出しが行われてもレジスタ値が保存されるが前記コンパ
イラにて生成された関数の呼び出しが行われるとレジス
タ値が破壊される準揮発性レジスタに割り当て、Ｃ群に
分類された変数を関数呼び出しが行われるとレジスタ値
が破壊される揮発性レジスタに割り当てる処理とを前記
コンピュータに実行させることを特徴とするプログラ
ム。 - 【請求項１５】 前記プログラムは、コンピュータが前
記実行プログラムを実行する際に動的（ダイナミック）
にコンパイルを行うコンパイラであることを特徴とする
請求項１４に記載のプログラム。 - 【請求項１６】 コンピュータを制御して所定の実行プ
ログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログラ
ムを、当該コンピュータが読み取り可能に記録した記録
媒体であって、 前記プログラムは、 前記実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存するか否かを判断し、かつ当該変数が関
数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数呼び出し
がコンパイラにて生成された関数の呼び出しか、外部関
数の呼び出しかを判断する処理と、 前記判断に基づいて、関数呼び出しが行われるとレジス
タ値が破壊される揮発性レジスタ、関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタ、また
は外部関数の呼び出しが行われてもレジスタ値が保存さ
れるがコンパイラにて生成された関数の呼び出しが行わ
れるとレジスタ値が破壊される準揮発性レジスタのいず
れかに前記変数を割り付け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記録媒体。 - 【請求項１７】 コンピュータを制御して所定の実行プ
ログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログラ
ムを、当該コンピュータが読み取り可能に記録した記録
媒体であって、 前記プログラムは、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度に関する情報を取得する処
理と、 前記実行プログラム中の変数に対して、当該変数が所定
の関数呼び出しを越えて生存する場合に、当該関数の実
行頻度に応じて、関数呼び出しが行われるとレジスタ値
が破壊される揮発性レジスタまたは関数呼び出しが行わ
れてもレジスタ値が保存される不揮発性レジスタのどち
らかに当該変数を割り付け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記録媒体。 - 【請求項１８】 コンピュータを制御して所定の実行プ
ログラム中の変数に対してレジスタ割付を行うプログラ
ムを、当該コンピュータが読み取り可能に記録した記録
媒体であって、 前記プログラムは、 前記実行プログラムを実行した際の、当該実行プログラ
ムを構成する関数の実行頻度に関する情報を取得する処
理と、 前記実行プログラム中の所定の変数が所定の関数呼び出
しを越えて生存する場合に、前記関数の実行頻度に応じ
て、レジスタに割り付けられた当該変数を関数呼び出し
の前後で退避・復元するコード、または当該変数を呼び
出された関数内で退避・復元するコードのどちらかを当
該実行プログラムに付加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記録媒体。
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|---|---|---|---|
| JP2002051246A JP3871312B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | プログラム変換方法、これを用いたデータ処理装置及びプログラム |
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| JP2002051246A JP3871312B2 (ja) | 2002-02-27 | 2002-02-27 | プログラム変換方法、これを用いたデータ処理装置及びプログラム |
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|---|---|---|---|
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- 2002-02-27 JP JP2002051246A patent/JP3871312B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
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- 2003-02-26 US US10/375,761 patent/US7219334B2/en not_active Expired - Fee Related
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