JPH05120029A - 最適化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ループに係る最適化において、命令キャッシュ
（ＩＣ）の大きさを超えないようにコードを生成し、実
行時のＩＣのフラッシュを減らしたオブジェクトコード
（ＯＣ）を得る。 【構成】コンパイラの最適化処理部の中に図１のような
コード見積もり手段１、およびループ分割可否判定手段
６を設け、対象ループのＯＣがＩＣサイズよりも大きい
場合に、６，７，８によりループ分割を試みる。また、
対象ループがＩＣサイズより小さく、そのループの展開
やル−プ内の関数または手続きのインライン展開が必要
な場合で、かつ、その展開後のそのループのＯＣがＩＣ
サイズより小さい場合にのみ、目的とする展開処理を行
う。 【効果】実行時のＩＣのフラッシュが少なくなり、プロ
グラムの実行時間が短くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は命令キャッシュを持つ計
算機の目的プログラムを生成するコンパイラにおける最
適化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プログラムの実行時間を短くするコンパ
イラの最適化技術として、ループ展開や関数および手続
きのインライン展開があることが、中田育男著「コンパ
イラ」（昭和５８年，産業図書）に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
命令キャッシュのヒット率について考慮されておらず、
命令キャッシュのフラッシュが頻発するようになるとプ
ログラムの実行時間が長くなるという問題があった。す
なわち、上記のループ展開やインライン展開は、コード
量を増大させるという副作用があり、そのため生成され
る目的プログラムまたはその部分であるループに係るコ
ードの量が命令キャッシュの大きさを超えた場合に命令
キャッシュのフラッシュが頻発するようになるためプロ
グラムの実行時間が長くなる。また、ループの本体が元
々大きくて命令キャッシュに入りきれない場合にもフラ
ッシュの頻発のためプログラムの実行時間が長くなる。

【０００４】本発明の第１の目的は、上記の問題点を解
消するため命令キャッシュの容量を考慮してループ展開
やループ内の関数および手続きのインライン展開を行う
最適化方法を提供することにある。

【０００５】第２の目的は、ループの本体が命令キャッ
シュの容量より大きい場合に可能であれば、キャッシュ
の容量以下の大きさのループへの分割を行う最適化方法
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的達成のた
め、本発明の最適化方法では、コンパイル時にループ展
開やループ内のインライン展開をしようとする部分のオ
ブジェクト量を見積もる手段を設け、ループ展開やイン
ライン展開の採否を決定し、さらにループ展開の展開倍
率を制限することにより達成される。

【０００７】また、第２の目的達成のために、ループの
オブジェクト量を見積もる手段とループ分割可否判定手
段とを設けることによって、キャッシュ容量より大きな
ループをより小さい単位に分割することにより達成され
る。

【０００８】

【作用】本発明において、第１の観点では、オブジェク
トの量を見積もる手段によってループ展開しようとする
ループから生成されるコード量を見積もり、その大きさ
と命令キャッシュのサイズとを比較して展開の結果生成
されるループのコードの大きさがキャッシュのサイズを
超えないように展開を制限する。またインライン展開し
ようとするループ内の手続きや関数の大きさを見積もる
ことにより、インライン展開した結果生成されるループ
のコードの大きさがキャッシュのサイズを超る場合にそ
の展開を抑止する。これらによって、生成されるループ
のオブジェクトがキャッシュに入らなくなることを防ぐ
ことができる。

【０００９】第２の観点では、ループに係るオブジェク
ト量を見積もった結果、キャッシュサイズよりも大きい
と判断された場合に、データ依存解析を用いてそのルー
プが分割可能か否かを判定し、可能な場合に分割処理を
行う。これによって、ループがそれぞれキャッシュに入
る部分に分割できた場合に、命令キャッシュのヒット率
を高くすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，２を用いて
説明する。なお、本実施例によって本発明が限定される
ものではない。

【００１１】まず、図２でコンパイラの処理の流れを説
明する。コンパイラの本体１１への入力である原始プロ
グラム１０は、構文解析部１２で処理をされた後、コー
ド生成部１３の入力となる。このコード生成部１３は、
最適化処理部１４を含む。その最適化処理部１４の中に
は従来の最適化処理方法の他に本発明のキーとなるルー
プに関する最適化処理方法（図１）が含まれており、こ
こでの処理を受けることによって、出力である効率等が
改善された目的プログラム１５となる。

【００１２】次に、図１でループに関する最適化処理方
法について説明する。ここで、１は生成するオブジェク
トの大きさを見積もる手段、２は見積もったループのオ
ブジェクトの大きさとキャッシュサイズとを比較し分岐
する手段、３はそのループがループ展開する候補である
か否か、またはそのループ内に手続か関数のインライン
展開をする候補があるか否かを判定し分岐をする手段で
ある。そして、４はループ展開やインライン展開を行っ
た場合に対象としているループのオブジェクトの大きさ
が命令キャッシュの大きさより小さいか否かを判定し分
岐する手段、５は候補であったループ展開または関数や
手続のインライン展開を行う手段である。さらに６は、
例えばデータ依存解析等を用いてループが分割できるか
否かを判定する手段、７は判定手段６の結果によって分
岐を行う手段、そして８は対象としていたループの分割
を行う手段である。

【００１３】処理の詳細は、まずループに関する処理に
はいると、１でそのループ全体のオブジェクト量がどの
位になるかを見積もり、２でそれが命令キャッシュの大
きさより大きいかどうかを判定する。キャッシュサイズ
より大きい場合には、６によってより小さいループに分
割できないかどうかを調べ、７の分岐手段により分割が
可能な時には８の処理に分岐し、そのループをキャッシ
ュサイズより小さくなるようなループに分割をして処理
を終る。具体的には、図３に示したように、１つのルー
プ３１を、３２のように同じ長さの２つのループに分割
する。

【００１４】また、２でキャッシュサイズより小さいと
判定された場合は、３の処理に行き、そのループが最適
化の対象としてループ展開の候補となっているか、また
は、そのループの中にインライン展開をしようとしてい
る関数か手続きの呼出しがあるかどうかを判定し、なけ
れば処理を終了する。ループ展開の候補であるか、また
はインライン展開の候補である関数か手続きの呼出しが
含まれている場合には、１の手段を用いてその展開をし
た後のループ全体のオブジェクト量を見積もる。そし
て、その結果として展開してもまだキャッシュのサイズ
を超えないと４で判定された時にのみ、５で実際にルー
プ展開や関数または手続きのインライン展開を行い、展
開することによりオブジェクトの大きさが命令キャッシ
ュの大きさを超えることになる場合にはその展開を行わ
ない。具体的には、ループ展開では図４のように、ルー
プ４１を、４２のようなループに変換する。また、イン
ライン展開では、図５の５２のように、関数や手続きの
呼出しがある部分に、その定義を展開する。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、ループに係るオブジェ
クトの大きさを命令キャッシュのサイズ以下に抑えるこ
とにより、命令キャッシュのミスヒットを少なくするこ
とができるので、プログラムの実行時間を短くすること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキーとなる部分の流れ図である。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】ループ分割を説明する図である。

【図４】ループ展開を説明する図である。

【図５】インライン展開を説明する図である。

【符号の説明】

１…対象とするループから生成されるオブジェクトの量
を見積もる手段、２…見積もったオブジェクトの量が命
令キャッシュサイズより大か否かを判定する手段、４…
展開後のオブジェクトの量と命令キャッシュサイズとの
比較により展開を実際に行うか否かを決める判断、６…
ループが分割できるかどうかを判定する手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】命令キャッシュを持つ計算機の目的プログ
   ラムを生成するコンパイラにおいて、ループ展開又はル
   ープ内関数および手続のインライン展開をするにあた
   り、その展開する部分のオブジェクトの大きさを見積も
   り、その大きさが命令キャッシュの大きさを超えないよ
   うにコンパイルすることを特徴とする最適化方法。
2. 【請求項２】命令キャッシュを持つ計算機の目的プログ
   ラムを生成するコンパイラにおいて、生成するオブジェ
   クトの大きさを見積もりし、ループの部分のオブジェク
   トの大きさを見積もり、その大きさが命令キャッシュの
   大きさを超えている場合に、そのループを分割してから
   オブジェクトに変換することを特徴とする最適化方法。