JPH01121939A - Program converting system - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ｃｓｐによる並行プログラムの実現方式に係
り、特にソフトウェア生産性向上、安価なコンパイラ作
成に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for implementing parallel programs using CSP, and particularly to improving software productivity and creating an inexpensive compiler.
本発明で変換の対象としているＣＳＰは、ホアール（Ｈ
ｏａｒｅ）が１９７８年にシーニーシーエム（ＣＡＣＮ
）。The CSP targeted for conversion in the present invention is Hoar (H
oare) was established in 1978 by CCN (CACN).
).
２１巻８号６６６頁から６７７頁に述べているＣ３Ｐ（
以下Ｃ３Ｐ７８という）をさらに発展させたもので、コ
ミュニケーテイング シーケンシャル プロセシズ、プ
レンティス・ホール社刊（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ
５ｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｐｒｏｃａｓｓｅｓ、Ｐｒｅ
ｎｔｉｃａ−Ｈａｌｌ、）１９８５において述べている
ものである。（以下Ｃ３Ｐ８５という）、Ｃ３Ｐ７８で
は、プロセスの並列実行（Ｃ８，Ｐ８５のパラレル、ｐ
ａｒａｌｌｅｌに相当する。）とプロセス間通信が中心
であったが、Ｃ３Ｐ８５では従属（ｓｕｂｏｒｄｉｎａ
ｔｅ）やパイプライン（ｐｉｐｅｌｉｎｅ）が拡張され
ている。また、Ｃ３Ｐ７８では、通信する場合相手のプ
ロセス名を指定するのに対しＣ３Ｐ８５ではプロセスと
独立したチャネル名を指定することにより、ｎ対ｎの通
信が可能になり、またライブラリの作成が容易になる。C3P (described in Vol. 21, No. 8, pp. 666-677)
It is a further development of the C3P78), published by Communicating Sequential Processes, published by Prentice-Hall.
5equential Procedures, Pre
ntica-Hall, ) 1985. (hereinafter referred to as C3P85) and C3P78, parallel execution of processes (parallel of C8, P85, p
Corresponds to "arallel". ) and inter-process communication, but in C3P85, subordina
te) and pipelines have been expanded. Also, in C3P78, when communicating, you specify the process name of the other party, whereas in C3P85, by specifying a channel name that is independent of the process, n-to-n communication becomes possible, and library creation becomes easier. .
Ｃ３Ｐ８５は、プロセスの記述のための抽象機械を与え
ており、この抽象機械は、イベント列全体集合の部分集
合を規定する。イベントは、プロセス外部から観測可能
なプロセスの振舞（ｂｅｈａ−ｖｉｏｕｒ）の基本単位
である。また、抽象機械の実現（ｉｌｐｌｅｍｅｎｔａ
ｔｉｏｎ）として、プロセスをイベント列を入力とする
リスプ（Ｌｉｓρ）関数として解釈する方式を与えてい
る。C3P85 provides an abstract machine for the description of processes, which specifies a subset of the entire set of event sequences. An event is the basic unit of process behavior that is observable from outside the process. Also, the realization of abstract machines (ilplementa)
tion), a method is provided for interpreting a process as a Lisp (Lisρ) function whose input is an event sequence.
ＣＳＰを用いたソフトウェア開発では、プロセスの記述
の次に、これを満足するプログラム開発の作業となる。In software development using CSP, after describing a process, the task is to develop a program that satisfies the process.
Ｃ３Ｐ８５ではＣＳＰからのプログラム生成については
配慮されておらず、ＣＳＰの記述とは別にプログラムを
書き下す必要がある。C3P85 does not take into consideration program generation from CSP, and it is necessary to write the program separately from the CSP description.
本発明は、ＣＳＰを満足するプログラムの生成を機械的
に行うプログラム変換方式を与える。The present invention provides a program conversion method that mechanically generates a program that satisfies CSP.
従来のプログラミング言語パスカル（Ｐａｓｃａｌ）や
フォートラン（Ｆｏｒｔｒａｎ）には並列処理機構がな
いので、並列処理機構の変換が上記目的を達成するため
の技術的課題となる。Since the conventional programming languages Pascal and Fortran do not have a parallel processing mechanism, conversion of the parallel processing mechanism becomes a technical challenge to achieve the above objective.
本発明の方式は、ＣＳＰのプロセス間通信を次の２ステ
ツプで変換する。（第１図）
（１）ステップ１
ｃｓｐのプロセス（１０１，１０２，１０３）をサブコ
ル−チン（１０４，１０５，１０６）に変換する。これ
らのサブコル−チンを制御するためのスケジューラ（１
０７）を追加する。The method of the present invention converts CSP interprocess communication in the following two steps. (Fig. 1) (1) Step 1 Convert csp processes (101, 102, 103) to subcortins (104, 105, 106). A scheduler (1
07) is added.
（２）ステップ２
サブコル−チンをサブルーチン（１０８，１０９゜１１
０．１１１）に変換する。(2) Step 2 Subroutine (108, 109° 11
0.111).
本発明のプログラム変換方式は、プロセスをサブコル−
チンに変換する。このサブコル−チンはプロセスの論理
的な並列動作を逐次的に実行する。The program conversion method of the present invention converts processes into subcodes.
Convert to Chin. This subcortin sequentially executes the logically parallel operations of the process.
さらに、サブコル−チンはサブルーチンに変換する。こ
のため、逐次計算機のＰａ５ｃａｌやＦｏｒｔｒａｎの
機能のみを用いてＣＳＰを実行することができる。Furthermore, subcortinents are converted into subroutines. Therefore, CSP can be executed using only the Pa5cal or Fortran functions of the sequential computer.
本発明の一実施例として、変換先言語をＰａ５ｃａｌと
する場合を説明する。As an example of the present invention, a case where the conversion destination language is Pa5cal will be described.
本方式は、第２図のように汎用計算機で実働するソフト
ウェア（変換プログラム）として実現する。磁気ディス
クや磁気テープ等のファイルからＣＳＰを入力し、Ｐａ
５ｃａｌに変換を行い、これを同じくファイルに出力す
る。This method is realized as software (conversion program) that actually runs on a general-purpose computer, as shown in FIG. Input CSP from a file such as a magnetic disk or magnetic tape, and
Convert to 5cal and output it to a file as well.
本方式の概要を第３図に示す。Figure 3 shows an overview of this method.
（１）構文解析（３０１） ＣＳＰを入力し構文解析を行う。(1) Syntax analysis (301) Input CSP and perform syntax analysis.
（２）プロセス変換（３０２） Ｃ５ＰをＰａ５ｃａｌとサブコル−チンに変換する。(2) Process conversion (302) Converts C5P to Pa5cal and subcortin.
（３）サブコル−チン変換（３０３） サブコル−チンをサブルーチンに変換する。(3) Subcortin conversion (303) Convert a subcortin to a subroutine.
（１）は既知の構文解析アルゴリズム（ＬＲ（ｋ）など
）を使用する。以下、本発明である（２）、（３）につ
いて詳細に説明する。(1) uses a known parsing algorithm (such as LR(k)). Hereinafter, aspects (2) and (3) of the present invention will be explained in detail.
１、 ＣＳＰ 本文はｃｓｐの並列処理機構を説明する。1. CSP This text explains the parallel processing mechanism of csp.
（１）イベント（ｅｖｅｎｔ）
プロセス外部からｉｌ！測可能なプロセスの振舞（ｂｅ
ｈａｖｉｏｕｒ）の基本単位である。(1) Event (event) Il! from outside the process! Measurable process behavior (be
It is the basic unit of haviour.
（２）入力イベント（ｃ ？ ｘ）
特別なイベントであり、チャネルＣからデータを変数Ｘ
に入力する。(2) Input event (c ? x) This is a special event that transfers data from channel C to variable
Enter.
（３）出力イベント（ｃｌｖ）
特別なイベントであり、チャネルＣヘデータ値を出力す
る。(3) Output event (clv) This is a special event and outputs a data value to channel C.
（４）入出カイベントの同期
共通チャネルへの入力イベントと出力イベントの対が同
時に生起すれば、出力イベントから入力イベントにデー
タが渡される。一方は、相手が生起する時点まで待つ。(4) Synchronization of input and output events If a pair of input and output events to a common channel occurs simultaneously, data is passed from the output event to the input event. One party waits until the other party arises.
（５）例
Ｍ／／（ＰＩＩＱ）の変換例を第１図に示す。Ｃ１はＰ
からＭ、Ｃ２はＱからＭヘデータ通信するためのチャネ
ルである。Ｃ３はＭからＰ及びＱヘデー夕通信するため
のＰとＱの共有チャネルである。(5) Example An example of conversion of M//(PIIQ) is shown in FIG. C1 is P
to M and C2 are channels for data communication from Q to M. C3 is a shared channel between P and Q for communication from M to P and Q.
２．プロセス変換（３０２）
本回路は、ＣＳＰのプロセスをサブコル−チンに変換す
る。2. Process Conversion (302) This circuit converts a CSP process into a subcortin.
（１）サブコル−チン サブコル−チンは以下の機能を持つ。(1) Subcortin Subcortin has the following functions.
（ａ）ココール（ｃｏｃａｌｌ） ：サブコルーチンを
呼び出す。呼び出されたサブコル−チンは、直前にコリ
ターン（ｃｏｒａｔｕｒｎ） Ｌ／た文の直後から再び
実行を始める。(a) Cocall: Calls a sub coroutine. The called subcortin starts execution again immediately after the statement it just returned to.
（ｂ ） ｃｏｒｅｔｕｒｎ ：サブコルーチンから呼
出し元に戻る。(b) coreturn: Return from the subcoroutine to the calling source.
（２）チャネルバッファ
プロセス間通信のバッファとして、チャネル１個につき
、１個のＰａ５ｃａｌ変数を設ける。型はチャネルに流
れるデータの型とする。これらは、スケジューラの中に
設ける（１０７）、以下、チャネル名Ｃについてバッフ
ァはｃ ｂｕｆｆと表記する。(2) Channel Buffer One Pa5cal variable is provided for each channel as a buffer for inter-process communication. The type is the type of data flowing into the channel. These are provided in the scheduler (107). Hereinafter, the buffer for channel name C will be expressed as c buff.
（３）同期フラッグ 各チャネルにつき、次の２種のフラッグを設ける。(3) Synchronization flag The following two types of flags are provided for each channel.
（ａ）アヴエイル（Ａｖａｉｌ）［ｃｌ ：チャネルＣ
から入力するプロセスが待ち状態である場合はトウルー
（ｔｒｕｅ） 、非待ち状態である場合はフォールス（
ｆａｌｓｅ）
（ｂ）フェイル（Ｆａｉｌ、）［ｃｌ ：チャネルＣに
出力するプロセスが待ち状態である場合はｔｒｕｅ、非
待ち状態である場合はｆａｌｓａ
これらは、Ｐａ５ｃａｌのブーリアン アレイ（ｂｏｏ
−１ｅａｎ ａｒｒａｙ）型変数で実現し、スケジュー
ラの中に設ける。(a) Avail [cl: Channel C
True if the process input from is in the waiting state, false (
false) (b) Fail (Fail,) [cl: true if the process outputting to channel C is in the waiting state, false if it is in the non-waiting state These are Pa5cal's boolean arrays (boo
-1ean array) type variable and provided in the scheduler.
（４）プロセス変換方式（第４図）
プロセス変換方式の詳細を第４図に示す６先ず入力とな
るＣＳＰの構文要素を判定分類する（５）イベントの変
換
入出カイベントでないイベントは、これ以上分解できな
いものである。イベントはイベント名に対応するプロセ
デュア（ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）に変換し、イベント列は
文の列に変換する（４０２）、この変換例を第５図に示
す。(4) Process conversion method (Figure 4) Details of the process conversion method are shown in Figure 4.6 First, the syntax elements of the input CSP are judged and classified (5) Event conversion Events that are not input/output events are It cannot be broken down. An event is converted into a procedure corresponding to the event name, and an event string is converted into a sentence string (402). An example of this conversion is shown in FIG.
（６）選択の変換
選択に用いるイベントは、選択可能か否かを示すブーリ
アン ファンクション（ｂｏｏｌｅａｎ ｆｕｎｃ−ｔ
ｉｏｎ）呼出しとイフ（ｉｆ）文に変換する（４０３）
。(6) Conversion of selection The event used for selection is a boolean function (boolean func-t) that indicates whether selection is possible or not.
ion) call and convert it into an if statement (403)
.
この変換例を第６図に示す。An example of this conversion is shown in FIG.
（７）入出カイベントの変換
（ａ）出力イベントの変換（４０４）
チャネル名Ｃと出力式ＶをパラメタとしてＣ！■を第７
図（ａ）に変換する。(7) Conversion of input/output events (a) Conversion of output events (404) Using channel name C and output formula V as parameters, C! ■The seventh
Convert to figure (a).
先ず、フィル（Ｆｉｌｌ） ［ｃｌ ＝ ｆａｌｓａ即
ちチャネルバッファが空になるまで待つ（７０１）、次
にチャネルＣへの入力イベントの到着を待つ（７０２）
。First, wait until Fill [cl = falsa, that is, the channel buffer is empty (701), and then wait for the arrival of an input event to channel C (702).
.
次にデータを出力しく７０３） 、Ａｖａｉｌフラッグ
をｆａｌｓｅにしく７０４） 、Ｆｉｌｌフラッグをｔ
ｒｕｅにする（７０５）。Next, output the data 703), set the Avail flag to false 704), and set the Fill flag to t.
Set to true (705).
（ｂ）入力イベントの変換（４０５）
（ａ）とほぼ双対な形となる。チャネル名Ｃと入力変数
Ｘをパラメタとしてｃ’７ｘを第７図（ｂ）に変換する
。先ず、Ａｖａｉｌ ［ｃｌ＝ｆａｌｓｅ即ちチャネル
バッファが利用可能となるまで待つ（７０６）。(b) Transformation of input event (405) This is almost dual to (a). Using channel name C and input variable X as parameters, c'7x is converted into the image shown in FIG. 7(b). First, wait until Avail [cl=false, that is, a channel buffer becomes available (706).
次にチャネルＣへの出力イベントの到着を待つ（７０７
）、次にデータを入力しく７０８）、Ｆｕｌｌフラッグ
ｆａｌｓｅとする（７０９）。Next, wait for the arrival of an output event to channel C (707
), then input data 708) and set the Full flag to false (709).
（ｃ）ガードの変換（４０６）
ガードの構成要素である各入出カイベントについて、入
力ガードはそのチャネルにつきｒＦｉｌｌ［ｃｌａｎｄ
ｎｏｔ Ａｖａｉｌ［ｃｌＪ 、出力カードはそのチ
ャネルにつきｒＡｖａｉｌ［ｃｌ ａｎｄ ｎｏｔ ｆ
ｉｌｌ［ｃｌＪを条件とする。これらのガードの内少な
くとも１個がｔｒｕｅとなるまで待つ。これらの条件が
成り立つ場合それぞれの選択子の実行を行う。(c) Transforming the Guard (406) For each input and output event that is a component of the guard, the input guard transforms rFill[cland
not Avail[clJ , the output card has rAvail[cl and not f
ill[clJ is the condition. Wait until at least one of these guards is true. If these conditions hold, each selector is executed.
ガード（ｃｌ’７ｘ−＞Ｐｉ ｌ Ｃ２Ｐｙ−＞Ｐ２
ｌ ｃ３ｊｚ−＞Ｐ３）の変換例を第８図に示す。Guard (cl'7x->Pi l C2Py->P2
An example of conversion of l c3jz->P3) is shown in FIG.
（８）スケジューラの生成（４０７）
プロセスを変換したサブコル−チンを順に呼び出すスケ
ジューラを生成する（１０７）。この例を第９図に示す
。(8) Generating a scheduler (407) A scheduler is generated that sequentially calls the subcorchines whose processes have been converted (107). An example of this is shown in FIG.
なお、従属オペレータはＰ／／ＱＥ （ＰＩ ＩＱ）＼
αＰと定義されることを利用しくＣ３Ｐ８５．１６２頁
）、パラレルオペレータと同様に変換し、（αＰ−αＱ
）のイベントは対応するｐｒｏｃｅｄｕｒｅを生成しな
い。The subordinate operator is P//QE (PI IQ)\
Taking advantage of the fact that αP is defined as C3P85.162), convert it in the same way as the parallel operator,
) events do not generate corresponding procedures.
３、サブコル−チン変換（３０３） 本回路は、サブコル−チンをサブルーチンに変換する。3. Subcortin conversion (303) This circuit converts subcorchins into subroutines.
サブコル−チン変換方式の詳細を第１０図に示す。Details of the subcortin conversion method are shown in FIG.
先ず、入力となる中間語の構文要素を判定する（１００
１）。ｃｏｒｅｔｕｒｎの場所を記憶するために、グロ
ーバル変数として各プロセスをインデクスとする配列変
数を設ける。これはスケジューラのサブルーチン内に宣
言する（第１１図）。First, the syntactic elements of the input intermediate word are determined (100
1). To store the location of coreturn, an array variable is provided as a global variable that indexes each process. This is declared in the scheduler subroutine (Figure 11).
（１） ｃｏｒｅｔｕｒｎ分岐の変換（１００２）ステ
イト（ｓｔａｔｅ）の値によってｃｏｒｅｔｕｒｎの直
後へ分岐する。この例を第１２図に示す。(1) Conversion of coreturn branch (1002) Branch to immediately after coreturn depending on the value of state. An example of this is shown in FIG.
（２） ｃｏｃａｌｌの変換（１００３）ｃｏｃａｌｌ
を第１３図（８）に変換する。(2) Cocall conversion (1003) cocall
is converted into Fig. 13 (8).
（３） ｃａｒｅｔｕｒｎの変換（１００４）ｃｏｒｅ
ｔｕｒｎを第１３図（ｂ）に変換する。(3) Careturn conversion (1004) core
Convert the turn to that shown in FIG. 13(b).
（４）ホワイル（ｗｈｉｌｅ）ループの変換（１００５
）Ｐａｓｃａｌでは、ループの外側からループ内にゴー
トウー（ｇｏｔｏ）文で分岐できないため、ｃｏｒｅｔ
ｕｒｎを持つｗｈｉｌｅループはｉｆ文とｇｏｔｏ文で
展開する（第１５図）。(4) While loop conversion (1005
) In Pascal, it is not possible to branch from outside the loop into the loop using a goto statement, so coret
A while loop with urn is expanded using an if statement and a goto statement (Figure 15).
ラベル（ｌａｂｅｌ）にはユニークなラベル番号を与え
る。A unique label number is given to the label.
ＣＳＰに基づくプロセスの仕様を高級言語であるＰａ５
ｃａｌやＦｏｒｔｒａｎに自動変換することによるソフ
トウェア生産性向上の効果がある。Process specifications based on CSP are written in Pa5, a high-level language.
Automatic conversion to Cal or Fortran has the effect of improving software productivity.
第１図は本発明によるプログラム変換方式説明図である
。第２図は本プログラム変換方式を実現するハードウェ
アのブロック図である。第３図は本発明のプログラム変
換方式の流れ図である。第４図はプロセス変換方式の説
明図である。第５図はイベントの変換事例図である。第
６図は選択の変換事例図である。第７図は入出カイベン
トの変換図である。第８図はガードの変換事例図である
。
第９図はスケジューラ説明図である。第１０図はサブコ
ル−チン変換方式の説明図である。第１１図はｃｏｒｅ
ｔｕｒｎ位置記憶のための変数宣言の説明図である。第
１２図はｃｏｒｅｔｕｒｎ直後への分岐説明図である。
第１３図はｃｏｃａｌｌ、 ｃｏｒｅｔｕｒｎの変換説
明図である。第１４図はｗｈｉｌθループの変換説明図
第 ２ 図
乃 ３ 図
躬５図
ｅｌ−＞ｅ２−ンｅ：３−：）Ｐ６り変寝Ｍ ６ 図
’ （ｅｌ−＞ＰＩ ｌ ｅｚ−ンρ２〕ノ麦換薯
７ 図
（α）Ｃ！Ｖの１侠
（ｂ）ｃ？Ｘのｔ撓
躬 ３ 図
ガード（ＣＩ？Ｘ−＞ＰＩ Ｉ Ｃ２？ンーンＰ２１
ｃ３１ｚ−ンＰ３）の変換筒 ９Ｉ！１
第 １０図
第 １１ 口
第 １２ 図FIG. 1 is an explanatory diagram of a program conversion method according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram of hardware that implements this program conversion method. FIG. 3 is a flowchart of the program conversion method of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram of the process conversion method. FIG. 5 is an example diagram of event conversion. FIG. 6 is a diagram showing an example of selection conversion. FIG. 7 is a conversion diagram of input and output events. FIG. 8 is an example diagram of guard conversion. FIG. 9 is an explanatory diagram of the scheduler. FIG. 10 is an explanatory diagram of the subcortin conversion method. Figure 11 shows the core
FIG. 3 is an explanatory diagram of a variable declaration for storing a turn position. FIG. 12 is an explanatory diagram of branching immediately after coreturn. FIG. 13 is an explanatory diagram of cocall and coreturn conversion. Figure 14 is an explanatory diagram of conversion of the while θ loop. Nomugi replacement 7 Diagram (α) C!V's 1 knight (b) c?
c31z-n P3) conversion tube 9I! 1 Figure 10 Figure 11 Figure 12
Claims (1)
プロセシズ：Ｃｏｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎ
ｔｉａｌＰｒｏｃｅｓｓｅｓ、１９８５）による並行プ
ログラム機構である、パラレル（‘｜｜’、ｐａｒｄｌ
ｌｅｌ）、従属（‘／／’、ｓｕｂｏｒ ｄｉｎａｔｅ
）の組合せによる並行ソフトウェアをサブコルーチンに
よる逐次的プログラムに機械的に変換する手段と、上記
サブコルーチンをサブルーチンに変換する手段を有する
ことを特徴とするプログラム変換方式。 ２、上記ＣＳＰの並行プログラム機構である、「入力イ
ベント」、「出力イベント」、「ガード」による同期と
通信について、該同期は上記サブコルーチンの呼出しと
リターン、同期フラッグによつて行い、上記通信はチャ
ネルにつき１個のバッファによつて行うことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のプログラム変換方式。[Claims] 1. CSP (Communicating Sequential
Processes: Communicating Sequence
Parallel ('||', pardl
lel), subordinate ('//', subor dinate
); and means for converting the sub-coroutines into subroutines. 2. Concerning synchronization and communication using "input events,""outputevents," and "guards," which are the parallel program mechanisms of the above CSP, the synchronization is performed by calling and returning the above subcoroutine, and using the synchronization flag, and the above communication 2. The program conversion method according to claim 1, wherein the conversion is performed using one buffer per channel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279201A JPH01121939A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Program converting system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62279201A JPH01121939A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Program converting system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01121939A true JPH01121939A (en) | 1989-05-15 |
Family
ID=17607843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62279201A Pending JPH01121939A (en) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | Program converting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01121939A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476463B1 (en) | 1998-05-28 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Microwave integrated circuit multi-chip-module |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP62279201A patent/JPH01121939A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476463B1 (en) | 1998-05-28 | 2002-11-05 | Nec Corporation | Microwave integrated circuit multi-chip-module |
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