JPH03102427A - 利用者変数の強制型変換処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （概要〕 ＣＯＢＯＬやＰＬ／ｌなどの計算機言詔のコンパイラに
おいて，利用者変数を強制的に別の型に書き換える最適
化を行うよ・うにした利用者変数の強制型変換処理方式
に関し オブジェク１・生成にあたって，利用者変数を最適な型
に自動変換する手段を設けることによりアーキテクチャ
に応して実行性能を向上させることを目的とし プログラムに定義されているデータから，型の変換が可
能な項目を抽出する変換可能項目抽出部と，変換可能項
目として抽出された項目についてどの型に変換したとき
に，最大の性能を発揮できるかを計算する型変換による
実行性能計算部と実行性能の計算結果に基づき，最適な
型にテキストを書き換えるテキスト書き換え部とを備え
，利用者変数を強制的に別の型に書き換える最適化を行
うように構或する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は，ＣＯｉ３０Ｌ、やＰＬ／ｌなどの計算機言語
のコンパイラにおいて，利用者変数を強制的に別の型に
書き換える最適化を行うようにした利用者変数の強制型
変換処理方式に関する。

〔従来の技術］ ＣＯＢＯＬ，ＰＬ／Ｉなどの高級言語は，同一の実体を
表現するのに．様々な型を用いることができる。１列え
ば，ＣＯＢＯＬにおいては，同し９桁の数字に対して，
２進．内部１０進，外部１０進の３種の表現が許されて
いる。これは．ファイル中のデータを目で確認できるよ
うに外部１０進で定義したり，性能を考慮して．内部１
０進や２進で定義したり，目的に応して使い分けること
ができるようにするためである。

しかし，大多数の高級言語の利用者は，大型コンピュー
タが１０進系の命令を強力にザボートしていることから
．これらの目的を正確に把握しないで．データの型を決
定しているのが現状である。

また，従来のコンパイラは，利用者が指定した型につい
ては，型変換による最適化を考慮−υず，利用者が指定
した型のままオブジェク１ブログラＪ・を生威している
。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで，最近の半導体技術の進歩によって各種の高速
なマイクロプロセッヅが登場している。

ところが，これらのマイクロフ゜ロセ・冫サは，通常の
命令を高速に実行するが，命令セットが，前述したよう
な高級言語に特有なデータの型には対応していない。

例えば，１０進加算を実行する場合，大型コンピュータ
では１命令で実行するものを，そのような命令が用意さ
れていないマイクロプロセッザでは，数十から数百ステ
ップもの命令に展開する必要があるため，十分な性能を
確保できないことがある。

これを解決する１つの方法は，高級言詔の利用者が，デ
ータの使用目的を十分に把握して．適切な型を宣言する
ことであるが，通常の利用者にとっては，それは容易な
ことではない。適切な型を宣言することができたとして
も，高級言語利用者が，自分自身で最適化を意識してプ
ログラムをコーディングしなければならないこと自体が
問題である。

また，すでに蓄積されたソフトウェア資産を流用する場
合に，適切な型を選び直すことは，ほとんど不可能です
らある。さらに，最適な型の宣言は，各アーキテクチャ
ごとに異なるという問題もある。

本発明は上記問題点の解決を図り，オブジェク１・生或
にあたって，利用者変数を最適な型に自動変換する手段
を設けることにより，アーキテクチャに応して実行性能
を向上させることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 第１図は木発明の構威例を示す。

第１図において，１０はＣＯＢＯＩ、やＰＬ／１などの
高級言語で記述されたソースプログラム１ｌはＣＰＵお
よびメモリなどからなる処理装置１２ぱソースプログラ
ノ、１０を機械語に翻訳するコンパイラ，１３は変換可
能項目抽出部．Ｉ４ぱ型変換による実行性能計算部，１
５はテキス１・書き換え部，１６はコンパイラ１２によ
るソースプログラム１０の解析情報からなる中間テキス
１−１７はソースプログラム１０の翻訳結果であるオブ
ジェク［・プログラムを表す。

ソースプログラ１、１０は，計算機が扱う数値を表現す
る型が複数種類用意されている高級言語で記述されたプ
ログラムである。

本発明では，コンパイラ１２ぱ，数値の型に関係する最
適化のために．特に，変換可能項目抽出部１３，型変換
による実行性能計算部１４，テキスト書き換え部１５の
処理手段を備えている。

６ 変換可能項目抽出部１３ば，ソースプログラム■０にお
いて利用者が定義しているデータから型の変換が可能な
項目を抽出する。

型変換による実行性能計算部１４ば．変換可能項目抽出
部１３により，変換可能項目として抽出された項目につ
いて，どの型に変換したときに最大の性能を発揮できる
かを決めるために，それぞれの型に応じて決まる機械語
命令を仮定して実行時間を計算する。

テキスト書き換え部１５は，実行性能の計算結果に基づ
き，中間テキスト１６を，最適な型に書き換える処理を
行う。

これにより，利用者変数を強制的に別の型に書き換える
最適化を行う。

（作用〕 コンパイラ１２に，プログラム内で作業用として使用さ
れている利用者変数について，各アーキテクチャの相違
をふまえながら，最良のオブジェクトが生成されるよう
に強制型変換を行う機構を組み込む。したがって，利用
者が，２進演算や内部ＩＯ進演算などの実行速度がいく
らであるかなどを知らなくても，自動的に実行上最適な
型による演算が行われるようになる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による処理の例，第３図は本
発明の一実施例による型変換の例を示す。

本発明によるコンパイラ１２の処理の流れは例えば第２
図（イ）に示すようになる。処理■が本発明に関連する
部分で，他の処理部分は従来と同様である。

■　ソースプログラム１０を人力する。

■　人力したソースプログラム１０について，字句解析
を行う。

■　構文解析を行う。

■　構文解析結果について，意味解析を行う。

■　本発明に係る利用者変数の強制型変換処理を行う。

■　通常の汎用最適化処理を行う。この最適化処理は．
従来と同様である。

■　最適化処理の結果について，レジスタや領域などの
割り付けを行う。

■　機械語命令などからなるオブジェクトプログラＪ、
１７を」，１戊し，出力する。

本発明に関連する強制型変換処理■の部分は第２図（口
）に示す処理（ａ）〜（ｆ）のようになる。

（ａ）　　最適化情報の収集を行う。ここでは，一般的
な最適化情報の収集を行うとともに，処理（ｂ）を呼び
出して，強制型変換のための情報の収集を行う。

（ｂ）　　変換可能項目の抽出を行・う。

高級言語の利用者定義語は，プログラム内で作業用に使
用されている項目と，他プログラムとのインタフェース
に使用されている項目とからなる。他プログラムとのイ
ンタフェースに使用されている項目については．型変換
を行うと処理矛盾が生しる可能性がある。また，プログ
ラム内で作業用に使用されている項目であっても，高級
言語の再定義の機能を利用して．別の型属性で参照され
る項目については，同様に型の変換を行ってはならない
。そこで，そのような項目を除いた作業用変数などを変
換可能項目として抽出する。

（Ｃ）　　型変喚による丈行性能をｎ１智ずる。

そのため　すべての中間テキストについて，命令実行ク
ロックの計算制御を行う。命令数やクロック数は．計算
機のアーキテクチャによって異なるので．アーキテクチ
ャに応した各演算のコストテーブル２０を用意しておき
．それに従って，各型についてのトータルのクロック数
を計算する。なお，静的に最適な型を選択てきるものに
ついては．各型ごとのクロツク数の計算を省略してもよ
い。

（ｄ）　　処理（Ｃ）を中間テキス１・の終了まで繰り
返す。

（ｅ）　　計算結果により，型の変換可能項目について
，どの型属性に変換したときに，最大性能を発揮できる
かを調べ，変換すべき型属性を決定する。

（ｆ）　　決定した型属性になるように，コンパイラ１
２が保持する中間辞＠／テキス［・などを書き換え，オ
ブジェクト生成のために使用する中間テキストが格納さ
れる各簿への反映を行う。

次に，第３図に示すＣＯＢＯＬのソースプログラム１０
をもとに，具体的な型変換の例を説明する。

Ｃ　Ｏ　Ｂ　Ｏ　Ｌの言語仕様については，周知である
ため．ソースプログラム１０の内容についての詳細な説
明は省略するが，ここでは，利用者がプログラム中に定
義したデータとして，Ａ，Ｂ，Ｃの項目がある。

（ｉ）変換可能項目の抽出 Ａ，Ｂ，Ｃは，ソースプログラム１０では　ずべて内部
１０進項目として定義されている。ここで２数字項目Ａ
はファイル節内で定義されたレコードに属する。したが
って，他プログラムとのインタフェース上，型変換は不
可能である。

一方．作業場所節で定義された数字項目Ｂ，　　Ｃは，
同一の集団項目に属する項目であるが１　これば，Ｂお
よびＣを含む集団項目名ＧＲＯＵＰ　ｌによる参照がな
いため，変換可能である。

そこで，ＢおよびＣを変換可能項目として抽出する。

（ｊ１）実行性能計算 この翻訳対象のプログラムが動作する計算機が２進項目
の加算を２クロック，内部１０進項目の加算を合計１０
０クロンク，２進項目から内部１０進項目への変換およ
び内部１０進項目から２進項目への変換が，それぞれ合
計１００クロックで実行するアーキテクチャであったと
する。

数字項目Ｂは，ループ制御変数として用いられており．
他のデータ項目との関係がない。すなわち，次のような
意味で単独に使用されている。

ＩＦ　ＩＩ＞１００　ＴＩＩＦＮ　ＧＯ　ＴＯ　（ＰＥ
ＲＦＯｌ？Ｍの出口）八ｌ）ＤＩＴＯＢ． したがって，項目Ｂば１　内部１０進項目ではなく，２
進項目としたほうが高速に実行できることになる。

項目Ｃは，内部１０進項目である項目Ａとの加算（ＡＤ
Ｄ　Ａ　Ｔｏ　Ｃ）に使用されている。

この項目Ｃを２進とした場合，計算は，項目Ａを２進に
変換した後，２進項目で演算を行うことで実現する。こ
の場合，コス１・は．内部１０進から２進への変換コス
１・と，２進加算のコストの和となる。すなわち，１．
００＋２＝１０２クロックとなる。

項目Ｃを内部１０進とした場合，項目Ａとの加算は内部
１０進のまま行うので，時間的なコス１・は．内部１０
進加算のコストで，１００クロックとなる。したがって
，項目Ｃは，内部ＩＯ進のまま演算したほうが速いこと
がわかる。

（　ｉｉｉ　）テキスト書き換え 実行性能計算により，項目Ｂは２ｉｊ＠，項目Ｃば内部
１０進で処理したほうが実行性能がよいことがわかる。

そこで，項目Ｂ，Ｃに関する中間辞書／テキストを，そ
れぞれＢが２進．Ｃが内部１ｏ進となるように書き換え
る。これ以後のオブジェクトを生戒ずる処理では，すべ
てＢが２進　Ｃが内部１０進で扱われる。

以上の例では，項目Ｃは．このプログラムの宣言どおり
．内部１０進で扱うのが一番性能がよいという結果にな
ったが．例えば演算コストに関する他の条件はすべて回
しで，内部１０進同士の加算が１００クロックでばな＜
．２００クロツクかかるアーキテクチャ上で実行すると
する。

この場合，項目Ｃについての演算コスＩ・ば次のように
なる。

（１）項目Ｃを内部１０進とした場合．この加算を実行
するクロックは．２００クロンクとなる。

（２）項目Ｃを２進とした場合．この加算を実行ずるク
ロックば，１００＋２＝１０２クロックとなる。

したがって，このアーキテクチャでは，同しプログラム
でも，項目Ｃを内部１０進ではな＜，２進で扱った方が
性能がよいことになる。

以上の例では，数字項目の型変換を述べたがこれ以外に
，プール系についてもこれと同し最適化が実施できる。

〔発明の効果］ 以上説明したように，本発明によれば，強制型変換によ
る最適化により，最近登場した１チップのマイクロブロ
センサを搭載したワークステーションや　パーソナルコ
ンピュータで動作する高級言語の性能−１の問題，すな
わち２　ｌＯ進系の命令が貧弱であるという欠点を克服
することができる。

これにより，これらのワークステーション等を利用する
高級言語利用者は．ホストのプログラム流用やプログラ
ム作或時に注意しなければならない性能問題から解放さ
れる。

また．大型コンピュータにおいても，２進命令と内部１
０進命令の性能差は，普通４〜５倍はあるので．ホスト
でコンパイルしてプログラムを実行する場合でも，この
最適化は十分な効果がある。

図中，１０ばソースプログラム，１１は処理装置　１２
ぱコンパイラ．１３は変換可能項目抽出部，１４ば型変
換による実行性能酎算部．１−５Ｌｊテキスト書き換え
部，１６は中間テキスト．１７ばオブジェクトプログラ
ムを表す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 計算機が扱うデータを表現する型が複数種類用意されて
   いる高級言語で記述されたプログラム（１０）を翻訳す
   るコンパイラ（１２）における利用者変数の強制型変換
   処理方式であって、 プログラムに定義されているデータから、型の変換が可
   能な項目を抽出する変換可能項目抽出部（１３）と、 変換可能項目として抽出された項目について、どの型に
   変換したときに、最大の性能を発揮できるかを計算する
   型変換による実行性能計算部（１４）と、 実行性能の計算結果に基づき、最適な型にテキストを書
   き換えるテキスト書き換え部（１５）とを備え、 利用者変数を強制的に別の型に書き換える最適化を行う
   ようにしたことを特徴とする利用者変数の強制型変換処
   理方式。