JP3053092B2 - 並列化コンパイル方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、並列計算機システムに係り、特に遂行実行
型の高級言語から、並列に実行するのに好適なオブジエ
クトプログラムを生成する方式に関する。 〔従来の技術〕 コンパイラの最適化の対象としてのループ基本インダ
クシヨン変数とは次のように定義することができる。ル
ープにおいて、各繰り返し回数で再帰的に定義され、ル
ープの繰り返し回数Ｉの関数である。 典型的な例では、次のようなプログラムが書ける。 ループ制御変数Ｉをはじめとして、FORTRANのソース
プログラムには、このような形で定義される計算の出現
頻度は非常に高い。しかも、ループの回数に同期して変
化する。このような性質を利用して、従来の逐次型計算
機のためには種々の最適化手法が研究されており、A.V.
Aho J.D.Ullmanの“Principles of Compiler Design"に
もP466−471にInduction variable eleminationとして
論じられている。 これらの手法は、逐次的に実行する計算機に対して
は、有効であるが、並列処理に対する最適化と言うこと
はできず、並列処理向上にインダクシヨン変数の最適化
について論じているようなものはない。 本発明の適用対象は、以下のような条件を満たす基本
インダクシヨン変数に限る。 （２） ａはループが繰り返されても値が変わらない、
ループ不変変数である。 このような基本インダクシヨン変数を以下インダクシ
ョン変数と呼ぶ。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来技術では、再帰的に定義されるインダクシヨン変
数の計算は、逐次的に実行されるか又は、プロセツサ間
のネツトワーク通信を利用して行なわれてきた。しか
し、数値計算の分野で用いられるFORTRAN言語は、Doル
ープの制御変数をはじめとして、配列の添字など、再帰
的に定義されるインダクシヨン変数がしばしば現れ、こ
れらについて最適化を施すことが、オブジエクト性能の
向上にもつながる。しかし、Doループの繰り返しを並列
に実行する並列計算機システムにおいては、これらのイ
ンダクシヨン変数の最適化について配慮されていない。 たとえば、第３図のようなプログラムで、Do10ループ
やDo30ループについて、ループの繰り返し回数ごとに並
列に行なうと次のような障害が起こる。文17がＪの定義
式であるが、ループＩ回目の実行を行うためには、ルー
プのＩ−１回目に計算したＪの値を使う。第12図のよう
に並列に実行するためには、Ｉ−１回目の計算を実行す
るプロセツサからＩ回目の計算を実行するプロセツサ
へ、Ｊの値を転送しなければならない。従つて、各プロ
セツサ間の通信手段の無い並列機では並列実行すること
ができず、通信手段があつても、１回前の計算が終われ
るのを待つため並列性は損われ、さらに、データの通信
のために時間がかかる。これは、文18のＲや、文24のIA
にも同様である。１回目に計算した値を用いて、新たな
値を定義する。再帰的な定義は、このように、並列処理
にとつては、逐次処理に比べ、実行効率劣化の大きな要
因となる。 本発明の目的は、これらFORTRANプログラムにしばし
ば出現する再帰的なインダクシヨン変数の計算を、再帰
性が無くなるよう、ループ回数を用いた式に変換し、プ
ロセツサ間の通信を行うことなく並列に実行するオブジ
エクトを生成することである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、コンパイラの並列処理部において、イン
ダクシヨン変数検出部と、初期値生成部と、公差・公比
生成部と、式変換部を設けることにより達成される。 インダクシヨン変数検出部は、先立つ処理により検出
した並列化の対象とするループについて、ループないし
ループの内側ループで再帰的に定義されているインダク
シヨン変数を検出し、該インダクシヨン変数の値がルー
プ繰り返し回数と、ループ実行中値が変わらないループ
不変変数のみによつて計算できるか否かを判定する。 初期値生成部は、上記条件を満足したインダクション
変数ないし、ループ繰り返し回数とループ実行中値が変
わらないループ不変変数を含む非線形式によって定義さ
れる拡張インダクション変数の初期値を設定するコード
を生成する。 公差・公比生成部は、前記条件を満足したインダクシ
ヨン変数の公差値か又は公比値ないし、隣り合うループ
制御変数に対する２つの拡張インダクション変数の差分
や比である拡張公差値か又は拡張公比値を設定するコー
ドを生成する。 式変換部は、再帰的に定義されていたインダクシヨン
変数ないし拡張インダクション変数の定義式を、ループ
不変な初期値と、公差値または公比値ないし拡張公差値
か又は拡張公比値を用いた定義式に変換する。 以上のようにして、再帰的な定義式を、再帰的ではな
い定義式に変換することができ、その結果この計算を通
信を使うことなく、並列に実行できるようになる。 〔作用〕 インダクシヨン変数の検出部、初期値生成部、公差・
公比生成部、定義式変換部は、ループ中にあるインダク
シヨン変数に対して、以下のように作用する。 インダクシヨン変数の検出部は、第３図の並列化対象
ループDo10については、インダクシヨン変数ＪとＲを検
出する。もう１つの並列化対象ループDo30については、
拡張インダクシヨン変数IAを検出する。 初期値生成部は、第３図のDo10ループのＪとＲに対し
ては、ループに入る前のＪとＲの値を保持する新しい変
数ＪφおよびＲφを用いて、初期値を定義する式を生成
する。もう１つの並列化対象ループDo30については、IA
の初期値１を検出する。 公差・公比生成部は、第３図のDo10ループのＪについ
ては公差５を、Ｒについては公比Ａを検出する。Do30ル
ープのIAについては拡張公差Ｉを生成する。 式変換部は、ループ繰り返し回数とループで値の変わ
らない不変式を用いた式に変換する。第３図のDo10ルー
プのＪについては、Ｊ＝Ｊ＋５をＪ＝Ｊφ＋５＊Ｉで置
換し、Ｒについては、Ｒ＝Ｒφ＊Ａ＊＊Ｉで置換する。
Do30ループのIAについては、IA＝１＋Ｉ＊（Ｉ−１）/2
を挿入する。 上記のようにして、インダクシヨン変数の再帰性を除
き、プロセツサ間でデータの通信を行なうことなく並列
に実行することができる。 〔実施例〕 以下、本発明のFORTRANコンパイラにおける実施例を
図表を参照しつつ説明する。 第２図に、本発明を適用するコンパイラ全体の構造を
示す。第２図の構文解析部９がFORTRANのソースプログ
ラム12を入力し、これを中間語６に変換する。中間部10
はこれを入力として、最適化や並列化を行い、中間語６
を変形する。コード生成部11は、中間部10が変形した中
間語からオブジエクトコード13を生成する。本発明は中
間部10に係り、オブジエクトコード７の並列実行できる
部分をふやすことにより実行効率を上げるものである。 第２図の中間部10のうち、並列化のための式変換に係
わる部分の構成を第１図に示す。第２図の入力するソー
スプログラム12の例として、第３図にFORTRANプログラ
ムをあげ、説明する。第３図のFORTRANプログラムか
ら、Do10のループとDo30のループを並列に実行するプロ
グラムを生成する。 第１図において、インダクシヨン変数検出部２は、ソ
ースプログラムを構文解析した中間語６を入力として、
第４図のフローチヤートのように動作し、第５図に示す
インダクシヨンテーブル７を作る。 インダクシヨン変数検出処理は並列処理対象のループ
の中の最内側ループから、並列処理対象ループに至るま
で順次、行なう。まず処理28が、Do10のループを処理対
象とする。処理29が基本インダクシヨン変数として、ル
ープ制御変数Ｉを検出し、処理30がＩのレコード39を作
る。処理31の判定を経て、処理29が基本インダクシヨン
変数Ｊの定義文17を検出し、処理30がＪのレコード40を
作る。同様に、処理30が、Ｒのレコード41を作る。 Do30のループについては、処理28が、まずDo20を処理
対象ループとして、Ｊのレコード44、IBのレコード45、
IAのレコード46を作る。さらに、処理32の判定から処理
34に進み、処理35が、処理対象ループをDo30とする。処
理29と30がループ制御変数のレコード42を作り、処理31
と32の判定を経て、処理33がIAのレコード43を作る。 次に、第５図のインダクシヨンテーブルを入力とし
て、初期値生成部３が、登録された各インダクション変
数ないし、ループ繰り返し回数とループ実行中値が変わ
らないループ不変変数を含む非線形式によって定義され
る拡張インダクション変数に対して、ループ内で値が変
わらないループ不変変数である初期値を検出し、第７図
のようにインダクシヨンテーブルを更新する。必要なら
ばこれを計算するコードを生成する。 処理の概要を第６図にフローチヤートで示す。 まず、第５図のDo10ループのレコード36より、Do10ル
ープのインダクシヨン変数について処理を行う。第６図
の処理60が、制御変数Ｉについて初期値１を検出し、処
理63が、１を第７図に示すインダクシヨンテーブルのレ
コード39のフイールド70に登録する。第５図のインダク
シヨンテーブルのレコード40のＪついては、ループの外
側からの依存が検出できないため、処理61の判定から処
理64が、第８図に示す代入文14を生成、挿入し、新たに
導入した左辺の変数Ｊφをインダクシヨンテーブルのレ
コード40のフイールド70に登録し、第７図のレコード40
のようにする。第５図のレコード41のＲについても同様
に、処理64が第８図に示す代入文15を生成、挿入し、新
たに導入した変数Ｒφをインダクシヨンテーブルのレコ
ード41のフイールド70に登録し、第７図のレコード41の
ようにする。 この後、処理65による判定を経て、Do30ループの処理
に移る。 ループ制御変数Ｉについて、初期値１を検出し処理63
がレコード42のフイールド71に登録し、第７図の42のよ
うにする。同様に、IAについても、処理60が、文20の定
義を検出し、処理63がレコード43のフイールド71に登録
し、第７図の43のようにする。 更新されたインダクシヨンテーブル７を入力として、
公差・公比生成部４が、インダクシヨン変数に対して公
差か公比ないし拡張公差か拡張公比のいずれかを検出す
る。 処理の概要を第９図に示す。 まず、Do10ループについて処理を施す。 Do10ループは、内側にループを持たないため、処理85
の判定から処理93に進む。Ｊは右辺を統括する演算子が
加算であるため、処理94が公差５を検出し、インダクシ
ヨンテーブルのレコード40のフイールド76に５を登録
し、79にはnilを登録する。Ｒは右辺を統括する演算子
が乗算であるため、処理95が公比Ａを検出し、インダク
シヨンテーブル41のフイールド76にnilを79にＡを登録
する。 この後、処理92による判定を経て、Do30ループの処理
に移る。 IAについては、内側ループ（Do20）についてインダク
シヨン変数であるため、処理85の判定から処理86に進
む。処理86がDo20ループ内の文25を検出した後、処理87
により、この公差・公比生成部が再帰的に呼ばれる。こ
の時は、Do20は内側ループを持たないため、Do10ループ
のＪと同様公差１を検出し、インダクシヨンテーブルの
レコード46のフイールド78に１を81にnilを登録し、呼
び出し元へもどる。フイールド78の１が公差であるた
め、処理89へ進む。処理89は、内側ループのループ長
が、レコード44よりＩであるため、公差１の内側ループ
Ｉ回、回る時の総和を求める。この例だと、Ｉは当該ル
ープ（Do30ループ）の制御変数であるため、ループ１回
目からＩ回目まで１を加えた総和はＩとなり、これがIA
の拡張公差である。これをインダクシヨンテーブル43の
フイールド77に登録し、フイールド80にはnilを登録す
る。上記のようにして、並列化対象ループのインダクシ
ヨン変数、J,Rの公差又は公比、IAの拡張公差を得るこ
とができた。第７図のインダクシヨンテーブルで空白の
フイールドは必要ないため、値を設定する処理は行わな
い。 最後に、定義式を公比・公差ないし拡張公比か拡張公
差及びループ回数を用いた式に変換し、インダクシヨン
変数ないし拡張インダクション変数における複数のルー
プ回数にまたがる依存を削除する。 第７図のインダクシヨンテーブルを入力として、式変
換部５の処理フローを第10図に示す。これにより、第８
図のソースプログラムは第11図のようになる。 まず、Do10ループについて処理を施す。内側にループ
を持たないため、処理100の判定から処理102に進み、イ
ンダクシヨン変数Ｊの時は、処理103が、第８図の文17
を第11図の文107に置換し、インダクシヨン変数Ｒの時
は、処理104が第８図の文18を第11図の文108に置換す
る。 この後、処理105の判定を経て、Do30ループの処理に
進む。拡張インダクシヨン変数IAは、内側ループでイン
ダクシヨン変数であるため、処理100の判定から、処理1
01に進む。処理101は、第８図の文22と文23の間に、第1
1図に示す様に文109を挿入する。 以上のようにして、第３図のプログラムを第11図に変
換すると、Do10ループ、Do30ループの各繰り返し回数ご
とに全く独立に並列実行することが可能となる。ループ
の繰り返し回数をまたがる依存は無いため、プロセツサ
間に通信が無い並列機でも並列処理可能となる。第12図
にその様子を示す。 〔発明の効果〕 本発明によれば、FORTRAN etcのプログラムによく現
われる、再帰的に定義されるインダクシヨン変数の再帰
性を解消することができる。 この結果、並列に実行するプロセツサの間に通信手段
が無いマシンでも並列に実行することができ、また、通
信する手段があるマシンについても通信によるオーバヘ
ツドを削減することができる。このようにして、並列マ
シン向きの実行性能の高いオブジエクトコードを生成す
ることができる。
型の高級言語から、並列に実行するのに好適なオブジエ
クトプログラムを生成する方式に関する。 〔従来の技術〕 コンパイラの最適化の対象としてのループ基本インダ
クシヨン変数とは次のように定義することができる。ル
ープにおいて、各繰り返し回数で再帰的に定義され、ル
ープの繰り返し回数Ｉの関数である。 典型的な例では、次のようなプログラムが書ける。 ループ制御変数Ｉをはじめとして、FORTRANのソース
プログラムには、このような形で定義される計算の出現
頻度は非常に高い。しかも、ループの回数に同期して変
化する。このような性質を利用して、従来の逐次型計算
機のためには種々の最適化手法が研究されており、A.V.
Aho J.D.Ullmanの“Principles of Compiler Design"に
もP466−471にInduction variable eleminationとして
論じられている。 これらの手法は、逐次的に実行する計算機に対して
は、有効であるが、並列処理に対する最適化と言うこと
はできず、並列処理向上にインダクシヨン変数の最適化
について論じているようなものはない。 本発明の適用対象は、以下のような条件を満たす基本
インダクシヨン変数に限る。 （２） ａはループが繰り返されても値が変わらない、
ループ不変変数である。 このような基本インダクシヨン変数を以下インダクシ
ョン変数と呼ぶ。 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来技術では、再帰的に定義されるインダクシヨン変
数の計算は、逐次的に実行されるか又は、プロセツサ間
のネツトワーク通信を利用して行なわれてきた。しか
し、数値計算の分野で用いられるFORTRAN言語は、Doル
ープの制御変数をはじめとして、配列の添字など、再帰
的に定義されるインダクシヨン変数がしばしば現れ、こ
れらについて最適化を施すことが、オブジエクト性能の
向上にもつながる。しかし、Doループの繰り返しを並列
に実行する並列計算機システムにおいては、これらのイ
ンダクシヨン変数の最適化について配慮されていない。 たとえば、第３図のようなプログラムで、Do10ループ
やDo30ループについて、ループの繰り返し回数ごとに並
列に行なうと次のような障害が起こる。文17がＪの定義
式であるが、ループＩ回目の実行を行うためには、ルー
プのＩ−１回目に計算したＪの値を使う。第12図のよう
に並列に実行するためには、Ｉ−１回目の計算を実行す
るプロセツサからＩ回目の計算を実行するプロセツサ
へ、Ｊの値を転送しなければならない。従つて、各プロ
セツサ間の通信手段の無い並列機では並列実行すること
ができず、通信手段があつても、１回前の計算が終われ
るのを待つため並列性は損われ、さらに、データの通信
のために時間がかかる。これは、文18のＲや、文24のIA
にも同様である。１回目に計算した値を用いて、新たな
値を定義する。再帰的な定義は、このように、並列処理
にとつては、逐次処理に比べ、実行効率劣化の大きな要
因となる。 本発明の目的は、これらFORTRANプログラムにしばし
ば出現する再帰的なインダクシヨン変数の計算を、再帰
性が無くなるよう、ループ回数を用いた式に変換し、プ
ロセツサ間の通信を行うことなく並列に実行するオブジ
エクトを生成することである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、コンパイラの並列処理部において、イン
ダクシヨン変数検出部と、初期値生成部と、公差・公比
生成部と、式変換部を設けることにより達成される。 インダクシヨン変数検出部は、先立つ処理により検出
した並列化の対象とするループについて、ループないし
ループの内側ループで再帰的に定義されているインダク
シヨン変数を検出し、該インダクシヨン変数の値がルー
プ繰り返し回数と、ループ実行中値が変わらないループ
不変変数のみによつて計算できるか否かを判定する。 初期値生成部は、上記条件を満足したインダクション
変数ないし、ループ繰り返し回数とループ実行中値が変
わらないループ不変変数を含む非線形式によって定義さ
れる拡張インダクション変数の初期値を設定するコード
を生成する。 公差・公比生成部は、前記条件を満足したインダクシ
ヨン変数の公差値か又は公比値ないし、隣り合うループ
制御変数に対する２つの拡張インダクション変数の差分
や比である拡張公差値か又は拡張公比値を設定するコー
ドを生成する。 式変換部は、再帰的に定義されていたインダクシヨン
変数ないし拡張インダクション変数の定義式を、ループ
不変な初期値と、公差値または公比値ないし拡張公差値
か又は拡張公比値を用いた定義式に変換する。 以上のようにして、再帰的な定義式を、再帰的ではな
い定義式に変換することができ、その結果この計算を通
信を使うことなく、並列に実行できるようになる。 〔作用〕 インダクシヨン変数の検出部、初期値生成部、公差・
公比生成部、定義式変換部は、ループ中にあるインダク
シヨン変数に対して、以下のように作用する。 インダクシヨン変数の検出部は、第３図の並列化対象
ループDo10については、インダクシヨン変数ＪとＲを検
出する。もう１つの並列化対象ループDo30については、
拡張インダクシヨン変数IAを検出する。 初期値生成部は、第３図のDo10ループのＪとＲに対し
ては、ループに入る前のＪとＲの値を保持する新しい変
数ＪφおよびＲφを用いて、初期値を定義する式を生成
する。もう１つの並列化対象ループDo30については、IA
の初期値１を検出する。 公差・公比生成部は、第３図のDo10ループのＪについ
ては公差５を、Ｒについては公比Ａを検出する。Do30ル
ープのIAについては拡張公差Ｉを生成する。 式変換部は、ループ繰り返し回数とループで値の変わ
らない不変式を用いた式に変換する。第３図のDo10ルー
プのＪについては、Ｊ＝Ｊ＋５をＪ＝Ｊφ＋５＊Ｉで置
換し、Ｒについては、Ｒ＝Ｒφ＊Ａ＊＊Ｉで置換する。
Do30ループのIAについては、IA＝１＋Ｉ＊（Ｉ−１）/2
を挿入する。 上記のようにして、インダクシヨン変数の再帰性を除
き、プロセツサ間でデータの通信を行なうことなく並列
に実行することができる。 〔実施例〕 以下、本発明のFORTRANコンパイラにおける実施例を
図表を参照しつつ説明する。 第２図に、本発明を適用するコンパイラ全体の構造を
示す。第２図の構文解析部９がFORTRANのソースプログ
ラム12を入力し、これを中間語６に変換する。中間部10
はこれを入力として、最適化や並列化を行い、中間語６
を変形する。コード生成部11は、中間部10が変形した中
間語からオブジエクトコード13を生成する。本発明は中
間部10に係り、オブジエクトコード７の並列実行できる
部分をふやすことにより実行効率を上げるものである。 第２図の中間部10のうち、並列化のための式変換に係
わる部分の構成を第１図に示す。第２図の入力するソー
スプログラム12の例として、第３図にFORTRANプログラ
ムをあげ、説明する。第３図のFORTRANプログラムか
ら、Do10のループとDo30のループを並列に実行するプロ
グラムを生成する。 第１図において、インダクシヨン変数検出部２は、ソ
ースプログラムを構文解析した中間語６を入力として、
第４図のフローチヤートのように動作し、第５図に示す
インダクシヨンテーブル７を作る。 インダクシヨン変数検出処理は並列処理対象のループ
の中の最内側ループから、並列処理対象ループに至るま
で順次、行なう。まず処理28が、Do10のループを処理対
象とする。処理29が基本インダクシヨン変数として、ル
ープ制御変数Ｉを検出し、処理30がＩのレコード39を作
る。処理31の判定を経て、処理29が基本インダクシヨン
変数Ｊの定義文17を検出し、処理30がＪのレコード40を
作る。同様に、処理30が、Ｒのレコード41を作る。 Do30のループについては、処理28が、まずDo20を処理
対象ループとして、Ｊのレコード44、IBのレコード45、
IAのレコード46を作る。さらに、処理32の判定から処理
34に進み、処理35が、処理対象ループをDo30とする。処
理29と30がループ制御変数のレコード42を作り、処理31
と32の判定を経て、処理33がIAのレコード43を作る。 次に、第５図のインダクシヨンテーブルを入力とし
て、初期値生成部３が、登録された各インダクション変
数ないし、ループ繰り返し回数とループ実行中値が変わ
らないループ不変変数を含む非線形式によって定義され
る拡張インダクション変数に対して、ループ内で値が変
わらないループ不変変数である初期値を検出し、第７図
のようにインダクシヨンテーブルを更新する。必要なら
ばこれを計算するコードを生成する。 処理の概要を第６図にフローチヤートで示す。 まず、第５図のDo10ループのレコード36より、Do10ル
ープのインダクシヨン変数について処理を行う。第６図
の処理60が、制御変数Ｉについて初期値１を検出し、処
理63が、１を第７図に示すインダクシヨンテーブルのレ
コード39のフイールド70に登録する。第５図のインダク
シヨンテーブルのレコード40のＪついては、ループの外
側からの依存が検出できないため、処理61の判定から処
理64が、第８図に示す代入文14を生成、挿入し、新たに
導入した左辺の変数Ｊφをインダクシヨンテーブルのレ
コード40のフイールド70に登録し、第７図のレコード40
のようにする。第５図のレコード41のＲについても同様
に、処理64が第８図に示す代入文15を生成、挿入し、新
たに導入した変数Ｒφをインダクシヨンテーブルのレコ
ード41のフイールド70に登録し、第７図のレコード41の
ようにする。 この後、処理65による判定を経て、Do30ループの処理
に移る。 ループ制御変数Ｉについて、初期値１を検出し処理63
がレコード42のフイールド71に登録し、第７図の42のよ
うにする。同様に、IAについても、処理60が、文20の定
義を検出し、処理63がレコード43のフイールド71に登録
し、第７図の43のようにする。 更新されたインダクシヨンテーブル７を入力として、
公差・公比生成部４が、インダクシヨン変数に対して公
差か公比ないし拡張公差か拡張公比のいずれかを検出す
る。 処理の概要を第９図に示す。 まず、Do10ループについて処理を施す。 Do10ループは、内側にループを持たないため、処理85
の判定から処理93に進む。Ｊは右辺を統括する演算子が
加算であるため、処理94が公差５を検出し、インダクシ
ヨンテーブルのレコード40のフイールド76に５を登録
し、79にはnilを登録する。Ｒは右辺を統括する演算子
が乗算であるため、処理95が公比Ａを検出し、インダク
シヨンテーブル41のフイールド76にnilを79にＡを登録
する。 この後、処理92による判定を経て、Do30ループの処理
に移る。 IAについては、内側ループ（Do20）についてインダク
シヨン変数であるため、処理85の判定から処理86に進
む。処理86がDo20ループ内の文25を検出した後、処理87
により、この公差・公比生成部が再帰的に呼ばれる。こ
の時は、Do20は内側ループを持たないため、Do10ループ
のＪと同様公差１を検出し、インダクシヨンテーブルの
レコード46のフイールド78に１を81にnilを登録し、呼
び出し元へもどる。フイールド78の１が公差であるた
め、処理89へ進む。処理89は、内側ループのループ長
が、レコード44よりＩであるため、公差１の内側ループ
Ｉ回、回る時の総和を求める。この例だと、Ｉは当該ル
ープ（Do30ループ）の制御変数であるため、ループ１回
目からＩ回目まで１を加えた総和はＩとなり、これがIA
の拡張公差である。これをインダクシヨンテーブル43の
フイールド77に登録し、フイールド80にはnilを登録す
る。上記のようにして、並列化対象ループのインダクシ
ヨン変数、J,Rの公差又は公比、IAの拡張公差を得るこ
とができた。第７図のインダクシヨンテーブルで空白の
フイールドは必要ないため、値を設定する処理は行わな
い。 最後に、定義式を公比・公差ないし拡張公比か拡張公
差及びループ回数を用いた式に変換し、インダクシヨン
変数ないし拡張インダクション変数における複数のルー
プ回数にまたがる依存を削除する。 第７図のインダクシヨンテーブルを入力として、式変
換部５の処理フローを第10図に示す。これにより、第８
図のソースプログラムは第11図のようになる。 まず、Do10ループについて処理を施す。内側にループ
を持たないため、処理100の判定から処理102に進み、イ
ンダクシヨン変数Ｊの時は、処理103が、第８図の文17
を第11図の文107に置換し、インダクシヨン変数Ｒの時
は、処理104が第８図の文18を第11図の文108に置換す
る。 この後、処理105の判定を経て、Do30ループの処理に
進む。拡張インダクシヨン変数IAは、内側ループでイン
ダクシヨン変数であるため、処理100の判定から、処理1
01に進む。処理101は、第８図の文22と文23の間に、第1
1図に示す様に文109を挿入する。 以上のようにして、第３図のプログラムを第11図に変
換すると、Do10ループ、Do30ループの各繰り返し回数ご
とに全く独立に並列実行することが可能となる。ループ
の繰り返し回数をまたがる依存は無いため、プロセツサ
間に通信が無い並列機でも並列処理可能となる。第12図
にその様子を示す。 〔発明の効果〕 本発明によれば、FORTRAN etcのプログラムによく現
われる、再帰的に定義されるインダクシヨン変数の再帰
性を解消することができる。 この結果、並列に実行するプロセツサの間に通信手段
が無いマシンでも並列に実行することができ、また、通
信する手段があるマシンについても通信によるオーバヘ
ツドを削減することができる。このようにして、並列マ
シン向きの実行性能の高いオブジエクトコードを生成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は並列化処理部の一部、第２部はコンパイラの全
体図、第３図は実施例説明のためのソースプログラム
例、第４図はインダクシヨン変数検出部の処理概要、第
５図はインダクシヨンテーブル、第６図は初期値生成部
の処理概要、第７図はインダクシヨンテーブル、第８図
は初期値生成部の変換例、第９図は公差・公比生成部の
処理概要、第10図は定義式変換部の処理概要、第11図は
並列化処理部の出力であるプログラムの変換例、第12図
はプログラムの並列実行列である。 １……自動並列化部、２……インダクシヨン変数検出
部、３……初期値生成部、４……公差・公比生成部、５
……式変換部、６……中間語、７……インダクシヨンテ
ーブル、８……FORTRANコンパイラ、９……構文解析
部、10……中間部、11……コード生成部、12……FORTRA
Nソースプログラム、13……オブジエクトコード、14〜2
7……FORTRANプログラム、28〜35……処理部、36〜38…
…ループテーブル、39〜46……インダクシヨンテーブ
ル、60〜65……処理部、70〜81……インダクシヨンテー
ブル、85〜95……処理部、100〜105……処理部、107〜1
09……FORTRAN実行文、110〜112……Host計算機の実
行、113〜118……プロセツサエレメントによる並列実
行。
体図、第３図は実施例説明のためのソースプログラム
例、第４図はインダクシヨン変数検出部の処理概要、第
５図はインダクシヨンテーブル、第６図は初期値生成部
の処理概要、第７図はインダクシヨンテーブル、第８図
は初期値生成部の変換例、第９図は公差・公比生成部の
処理概要、第10図は定義式変換部の処理概要、第11図は
並列化処理部の出力であるプログラムの変換例、第12図
はプログラムの並列実行列である。 １……自動並列化部、２……インダクシヨン変数検出
部、３……初期値生成部、４……公差・公比生成部、５
……式変換部、６……中間語、７……インダクシヨンテ
ーブル、８……FORTRANコンパイラ、９……構文解析
部、10……中間部、11……コード生成部、12……FORTRA
Nソースプログラム、13……オブジエクトコード、14〜2
7……FORTRANプログラム、28〜35……処理部、36〜38…
…ループテーブル、39〜46……インダクシヨンテーブ
ル、60〜65……処理部、70〜81……インダクシヨンテー
ブル、85〜95……処理部、100〜105……処理部、107〜1
09……FORTRAN実行文、110〜112……Host計算機の実
行、113〜118……プロセツサエレメントによる並列実
行。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭63−75935（ＪＰ，Ａ)
後藤志津雄，金田泰，“Ｆｏｒｔｒａ
ｎ最適化の強化 −インダクション条件
に着目したループ内条件文の削除方法
−”，情報処理学会第32回（昭和61年前
期）全国大会講演論文集（▲Ｉ▼），ｐ
ｐ．397−398，（1986年３月)
江良倫夫，田中義一，長堀正，“ＦＯ
ＲＴＲＡＮ最適化の強化 −インダクシ
ョン変数の効率的なベクトル化方式
−”，情報処理学会第35回（昭和62年後
期）全国大会講演論文集（▲Ｉ▼），ｐ
ｐ．855−856，（1987年９月)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 15/16 630
G06F 9/45
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ソースプログラムを並列計算機で並列実行するため
のオブジェクトを生成するコンパイル方法において、 前記ソースプログラムから、並列化の対象とするループ
の中の再帰的に定義されるインダクション変数、又は前
記ループの内側ループのインダクション変数のうち、前
記ループにとってループ繰り返し回数とループ実行中に
値が変わらないループ不変変数を含む非線形式によって
定義される拡張インダクション変数を検出し、 前記インダクション変数の公比や公差、あるいは隣り合
うループ制御変数に対する２つの拡張インダクション変
数の差分や比である拡張公差や拡張公比を計算するため
のコードを生成し、 前記インダクション変数あるいは拡張インダクション変
数を、ループの繰り返し回数と、ループの実行中に不変
な初期値、公比値又は公差値、あるいは拡張公比値又は
拡張公差値とを用いて定義する式に変換することを特徴
とする並列化コンパイル方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139729A JP3053092B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 並列化コンパイル方法 |
| US07/201,772 US5067068A (en) | 1987-06-05 | 1988-06-02 | Method for converting an iterative loop of a source program into parellelly executable object program portions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62139729A JP3053092B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 並列化コンパイル方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63304325A JPS63304325A (ja) | 1988-12-12 |
| JP3053092B2 true JP3053092B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=15252029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62139729A Expired - Lifetime JP3053092B2 (ja) | 1987-06-05 | 1987-06-05 | 並列化コンパイル方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5067068A (ja) |
| JP (1) | JP3053092B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101609122B1 (ko) | 2015-01-23 | 2016-04-20 | 전경배 | 신분증 케이스 |
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-
1988
- 1988-06-02 US US07/201,772 patent/US5067068A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| JPS63304325A (ja) | 1988-12-12 |
| US5067068A (en) | 1991-11-19 |
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