JPH04115328A - 関数処理方式 - 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】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、プログラミング言語の実行装置における記憶
手段のデータ領域割り付けに係り、特にＳｍａｌｌｔａ
ｌｋ、Ｌｉ５ｐ等の関数型言語の遅延評価の実行におい
て変数の結合情報を伴う関数を処理する関数処理方式に
関する。

〔従来の技術〕

５ｓａｌｌｔａｌｋやＬｉ５ｐなどの関数型言語で遅延
評価機能を実現する方法においては、ランダムアクセス
可能な記憶手段（以下、メモリという）であるヒープ上
にフレームを作成し、関数はそのフレームへのポインタ
をもつようにしたものが一般的である。

なお、関数の式の計算を行って結果を求める「評価」は
、関数呼出しが起きた場合の通常の引数の引渡し時、ま
ず実引数を評価しその評価値を渡すという値呼び（ｃａ
ｌｌ　ｂｙ　ｖａｌｕｅ）によって行われる。これに対
し、値の呼出し時には評価しなし）で、関数本体の評価
時に実引数の値が必要になった時点で評価を実行する機
能を「遅延評価」と称している。

第４図は従来技術における遅延評価を実行するためのメ
モリ構成の説明図であって、２はスタック、３はヒープ
である。

ここで、スタックとは、関数処理実行中にデータである
変数の領域を順番に確保し開放する「後入れ一先出し」
メモリで、最も新しく記憶されたデータの項目を保持し
ている記憶場所のアドレスをスタックポインタで指定す
る。

また、ヒープとは、スタックと同様にデータの領域は順
番に確保されるが、次に取り出される（開放される）デ
ータの領域はランダムであるようなメモリをいう。

一般に、アクセス速度はヒープの方が遅く、スタックは
高速である。

そして、通常は、ヒープの上位にスタックを階層構造と
したメモリ構成をとる。

第４図において、関数を遅延評価するときには、変数名
とその値の結合情報（関数呼出しに対する変数名の対応
を示す情報）をヒープ３上のフレーム３１から得ること
ができる。関数（ここでは、その関数内容が式の実行コ
ード［ｙ　４−　Ｘ　＋　ｙ　、　　↑ｙ］）から非局
所ジャンプ、すなわち遅延評価実行時にそのジャンプ先
が決定される動的ジャンプを行うときは、ヒープ３上に
あるフレーム３１の前フレームリンクが指すフレーム３
２に制御を戻しく矢印４２口）、そのフレーム３２に格
納されている変数名、結合情報を取り出す。

第５図はＬｉ５ｐで遅延評価機能を実現する従来技術の
説明図であって、２はスタック、２１はフレームである
。

同図において、スタック２上にフレーム２１を作成し、
関数（その関数内容は上記と同様の式である実行コード
［ｙ　＝ｘ　＋ｙ、↑ｙ］）を遅延評価するのに必要な
変数名とその値の結合情報（図では「変数結合」と記す
）をヒープ３上に持たせている。変数ｘ、　　ｙの領域
にはその値であるデータが格納される。

関数はその結合情報をもち、フレームをスタ・ンク上に
とる（作成する）ことができるので、スタックの動作特
性から、第４図に示したヒープ上にフレームをとる構成
に比べて実行速度が速い。

関数を遅延評価するときには、変数名とその値の結合情
報をヒープ３上から得ることができる（イ）。

なお、これに関連する従来技術を開示したものとしては
、特開昭６３−７８２３９号公報を挙げることができる
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の技術に示したように、フレームをヒープ上に
作成した場合には、それをスタック上に作成した場合に
比べて実行速度が遅くなっていまうという問題があった
。

また、フレームをヒープ上に作成したことによって、関
数から非局所ジャンプを行うことができないという致命
的な欠点があった。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、実行速
度を向上させると共に、関数からの非局所ジャンプを可
能とすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的は、関数処理実行中に変数の領域を順番に確保
し開放するスタックおよび上記変数の領域を任意の順序
で確保し開放するヒープを持つ記憶手段と、関数定義部
、関数評価部、関数遅延評価部および関数からの非局所
ジャンプを行う非局所ジャンプ実行部を備える関数処理
制御装置とから成る関数処理方式において、上記スタッ
クは、その上にフレームを有すると共に、上記ヒープは
、その上に変数名とその結合情報および非局所ジャンプ
すべきスタック上のフレームへのポインタ情報を有し、
関数の遅延評価時は、変数名とその値の結合情報をヒー
プ上から得、関数からの非局所ジャンプ時はスタック上
のフレームの前フレームリンクが指示するフレームに制
御を戻す構成としたことによって達成される。

［作用］ ヒープ上に作成した非局所ジャンプすべきスタック上の
フレームへのポインタ情報によって、スタック上のフレ
ームの前フレームリンクが指すフレームに制御を戻すた
め、ヒープ上の関数から非局所ジャンプを実行でき、し
かもスタック上にフレームを作成したことによる処理の
高速化を妨げない。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による関数処理方式を適用する関数処理
装置の全体構成を説明するブロック図であって、１は記
憶手段（メモリ）、２はスタック、３はヒープ、４は関
数処理制御手段、５は関数定義部、６は関数評価部、７
は関数遅延評価部、８は非局所ジャンプ実行部である。

そして、メモリ１はスタック２とヒープ３とから構成さ
れ、関数処理制御手段４は関数定義部５゜関数評価部６
．関関数遅延価部７．および非局所ジャンプ実行部８と
から構成される。

関数定義部５は評価を実行する関数を定義する機能部分
であり、入れ子構造で記述した式（例えば、上記した実
行コード［ｙ　４−Ｘ−１−ｙ、↑ｙ］）を定義する。

関数評価部６は定義した関数の評価を実行する機能部分
、関数遅延評価部７は遅延評価を実行する機能部分、非
局所ジャンプ実行部８は評価の実行時にジャンプ先を決
定する機能部分である。

同図において、関数処理制御手段４はメモリ１に階層化
構造で設けたスタック２とヒープ３を用いて関数の評価
、同遅延評価を実行する。

第２図は第１図のメモリを構成するスタックとヒープの
構造を示す構成図である。

また、第３図は関数処理制御装置に入力する関数すの一
例の説明図である。

以下、第２図と第３図により本発明の詳細な説明する。

関数処理制御手段４に第３図に示した関数すを入力する
と、スタック第２図のスタック２上にフレーム２１が作
成され、ヒープ３上に関数すの内容（関数内容二式すな
わち実行コード［ｙ　”ｘ　＋ｙ。

↑ｙ］）と関数結合情報およびフレームポインタとが作
成される。

この時点では、関数すの評価、遅延評価は実行されない
。

ここでは、本発明の対象である非局所ジャンプを要する
遅延評価についてのみ説明する。

関数すを遅延評価するときには、変数名（ｘ。

ｙ）とその値（データ）の結合情報をヒープ３から得る
ことができる（矢印イ）。

関数すから非局所ジャンプを行うときは、バックポイン
タであるフレームポンタにより（矢印口）、スタック２
上にあるフレーム２１の前フレームリンクが指すフレー
ム２２に制御を戻しく矢印ハ）、遅延評価を実行する。

このように、スタック上にフレームを作成するので、遅
延評価の実行速度が速（、かつスタック上にフレームを
作成することことで、フレームがメモリ管理の対象とな
らないため、メモリ管理に負荷がかからない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ヒープ上に作成
した非局所ジャンプすべきスタック上のフレームへのポ
インタ情報によって、スタック上のフレームの前フレー
ムリンクが指すフレームに制御を戻すため、ヒープ上の
関数から非局所ジャンプを実行でき、しかも前記従来技
術における問題点であるスタック上にフレームを作成し
たことによる処理の高速化を妨げることはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による関数処理方式を適用する関数処理
装置の全体構成を説明するブロック図、第２図は第１図
のメモリを構成するスタックとヒープの構造を示す構成
図、第３図は関数処理制御手段に入力する関数の一例の
説明図、第４図は従来技術における遅延評価を実行する
ためのメモリ構成の説明図、第５図はＬｉ５ｐで遅延評
価機能を実現する従来技術の説明図である。 １・・・・記憶手段（メモリ）、２・・・・スタック、
３・・・・ヒープ、４・・・・関数処理制御手段、５・
・・・関数定義部、６・・・・関数評価部、 ・関数遅延評価部、 ・非局所ジャンプ実行部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 関数処理実行中に変数の領域を順番に確保し開放するス
   タックおよび上記変数の領域を任意の順序で確保し開放
   するヒープを持つ記憶手段と、関数定義部、関数評価部
   、関数遅延評価部および関数からの非局所ジャンプを行
   う非局所ジャンプ実行部を備える関数処理制御手段とか
   ら成る関数処理方式において、 上記スタックは、その上にフレームを有すると共に、 上記ヒープは、その上に変数名とその結合情報および非
   局所ジャンプすべきスタック上のフレームへのポインタ
   情報を有し、 関数の遅延評価時は、変数名とその値の結合情報をヒー
   プ上から得、関数からの非局所ジャンプ時はスタック上
   のフレームの前フレームリンクが指示するフレームに制
   御を戻すことを特徴とする関数処理方式。