JPH06208470A - 目的コード最適化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、効率の良い目的コードの最適化を可
能とする。 【構成】最適化対象コード内から最適化される条件分岐
の最適化実施の起点となる開始位置を検出するトレース
開始位置検出部１０と、トレース開始位置検出部１０に
よって検出された開始位置から以降を、開始位置を通ら
ないパスを除いてトレースし、開始位置を通る場合に限
定することで分岐方向を確定できる最適化可能な条件分
岐を検出する条件分岐検出部１２と、条件分岐検出部１
２により検出された条件分岐を除いた新たなパスを作成
して目的コードの最適化を行なうパス作成部１４を具備
して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンピュータ上で動作
する目的コードへの変換を実施する際に、目的コードの
実行効率を改善する目的コード最適化装置及び方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アセンブラテキストや中間コー
ド等をコンピュータ上で動作する目的コードへ変換する
際、例えばアセンブラやコンパイラ等では、目的コード
の実行効率を改善するするための最適化が行なわれてい
る。

【０００３】図１２には、目的コードの最適化を行なう
一般的なコンパイラの概念を示している。図１２に示す
ように、複数種のプログラム言語が存在し、また各種プ
ログラムで記述されたプログラムを実行する複数種のマ
シンが存在する。

【０００４】通常、各プログラム言語の規則に従って記
述されたプログラムを、プログラム言語の種類に関係な
い中間コードである共通言語に変換するためのプリプロ
セッサが、各プログラム言語毎に用意されている。

【０００５】従来、目的コードの最適化は、プリプロセ
ッサの段階で、プログラム言語で記述されたプログラム
（ソースプログラム）に対して、最適化の対象とする特
定のプログラムパターンを検出し、このパターンに応じ
た最適化を行なうことによって実現される。例えば、特
定のパターンについて、冗長な条件分岐が生じないよう
に配慮する（ブーリアンショートカットの実施）処理が
成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の目的
コード最適化は、プログラム言語で記述されたソースプ
ログラム中の特定のパターンに一致する部分について行
なわれるため、このパターンに当てはまらない場合は最
適化の対象とならず、特に冗長な条件分岐が生ずる場合
があった。また、プログラムが複雑になってしまうと、
特定のパターンに当てはまりにくくなり、このような部
分について共通言語に変換が行なわれてしまうと最適化
ができなくなってしまう。

【０００７】さらに、ソースプログラムに対して特定パ
ターンのマッチングを行なうことにより最適化が実現さ
れるので、各プログラム言語毎のプリプロセッサにおい
て最適化ルーチンを開発しなければならず、開発負担が
大きかった。本発明は前記のような点を考慮してなされ
たもので、効率の良い目的コードの最適化が可能な目的
コード最適化装置及び方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンピュータ
上で動作する目的コードを最適化することにより実行効
率を改善させる目的コード最適化装置において、最適化
対象とするコード内から最適化される条件分岐の最適化
実施の起点となる開始位置を検出する開始位置検出手段
と、前記開始位置検出手段によって検出された開始位置
から以降を、前記開始位置を通らないパスを除いて前記
コードをトレースし、前記開始位置を通る場合に限定す
ることで分岐方向を確定できる最適化可能な条件分岐を
検出する条件分岐検出手段と、前記条件分岐検出手段に
より検出された条件分岐を除いた新たなパスを作成して
前記コードの最適化を行なうパス作成手段とを具備した
ことを第１の特徴とする。

【０００９】また本発明は、コンピュータ上で動作する
目的コードを最適化することにより実行効率を改善させ
る目的コード最適化装置において、最適化対象とするコ
ード内から条件分岐命令を検出する条件分岐命令検出手
段と、前記条件分岐命令検出手段によって検出された条
件分岐命令に対し、その分岐直後に成立する条件を検出
し、その条件を表現する情報を作成する成立条件作成手
段と、前記成立条件作成手段によって作成された情報を
利用して、前記コードの最適化を行なう最適化手段とを
具備したことを第２の特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成によれば、目的コードから検出
された最適化実施の起点となる開始位置を通らないパス
を考慮外としたトレースを行なうことにより、最適化可
能な条件分岐命令が検出される。

【００１１】また、条件分岐命令の直後で成立する成立
条件について、その条件を表現する形式、すなわち分岐
情報を作成することにより、この情報を用いた最適化の
実行が可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明の第１実施例に係わる目的コード最
適化装置の構成を示すブロック図である。図１に示すよ
うに、目的コード最適化装置は、トレース開始位置検出
部１０、トレース開始位置記憶部１１、条件分岐検出部
１２、条件分岐記憶部１３、及びパス作成部１４によっ
て構成されている。

【００１３】トレース開始位置検出部１０は、最適化の
対象とするコード（以下、最適化コード）、例えば目的
コードへの変換の中間結果である中間コードから、最適
化される条件分岐の最適化実施の起点となるトレース開
始位置を検出する。トレース開始位置記憶部１１は、ト
レース開始位置検出部１０によって検出されたトレース
開始位置、すなわち基本ブロックを記憶するためのもの
である。

【００１４】条件分岐検出部１２は、トレース開始位置
検出部１０によって検出されたトレース開始位置Ｐから
最適化対象コードをトレースし、分岐方向を確定するこ
とができる条件分岐を検出する。条件分岐記憶部１３
は、条件分岐検出部１２によって検出された条件分岐を
記憶するためのものである。

【００１５】パス作成部１４は、条件分岐検出部１２に
よって検出された条件分岐を取り除いた新しいパスを作
成し、最適化対象コードの効率を改善した最適化コード
を作成する。

【００１６】次に、第１実施例の動作について説明す
る。本発明の目的コード最適化装置による最適化は、例
えば、図２に示すように、一般に行なわれている他の最
適化処理と同じようにして実行される。すなわち、最適
化対象とするコードに対して、本発明の目的コード最適
化装置が対象とする部分（条件分岐部分）と異なる部分
を対象とする通常の最適化（１，２）が行なわれて、あ
る程度の最適化が施された後に、条件分岐部分について
の最適化が行なわれる。これにより、目的コード最適化
装置による最適化をより効率的に行なうことができる。
また、目的コード最適化装置により最適化が施されたコ
ードについても他の通常の最適化（３）が行なわれる。
なお、図２に示すフローチャートでは、本願発明による
最適化処理の他に通常の最適化１〜３が示されている
が、これに限定するものではない。

【００１７】図３は、本発明の第１実施例における目的
コード最適化装置の動作を説明するためのフローチャー
トである。まず、トレース開始位置検出部１０は、最適
化対象コードについて、基本ブロックへの分割及び種々
のコード解析を行なう（ステップＡ１）。なお、基本ブ
ロックは、最適化対象コードの命令列中で、命令の流れ
の分岐や合流によって分割される単位を表している。

【００１８】また、トレース開始位置検出部１０は、分
岐をもつ基本ブロックを検出し、その後続する基本ブロ
ックを収集する（ステップＡ２）。ここで収集された基
本ブロックの先頭位置がトレースの開始位置となる。ト
レース開始位置検出部１０は、トレース開始位置をトレ
ース開始位置記憶部１１に記憶させる。

【００１９】図４には最適化されるコードの一例を示し
ている。図４（ａ）に示すような命令では、図４（ｂ）
に示すようなコードとなる。ここでは、トレース開始位
置検出部１０によってステップＢＢがトレース開始位置
として検出され、トレース開始位置記憶部１１に記憶さ
れたものとする。

【００２０】条件分岐検出部１２は、トレース開始位置
のステップＢＢ以降を順次トレースし、最適化可能な条
件分岐を検出していく（ステップＡ３）。すなわち、条
件分岐検出部１２は、ステップＢＢを通らないパスが皆
無である場合に限定し、ステップＢＢ0 、ステップＢＢ
3 のそれぞれからトレースを行ない、分岐方向を確定で
きる条件分岐命令を検出していく（ステップＡ３）。

【００２１】図５には、ステップＡ３における条件分岐
検出部１２の具体的な実現例を示している。条件分岐検
出部１２の入力は基本ブロック（その先頭位置がトレー
スの開始場所となる）であり、ここで与えられた基本ブ
ロックの先頭位置はステップＢＢ0 である。

【００２２】なお、図５中において、ｂｂは、与えられ
た基本ブロック（の先頭でありステップＢＢ0 ）を表わ
し、Ｉは、各変数（例えばＸ）が取り得る値の範囲（値
域）を示す値域情報（定数解析の結果得られる定数情報
を含む）であり、ステップＢＢ0 の先頭位置に対応する
ものを表わしている。また、処理結果Ｒｅｓの初期状態
は、空集合とする。

【００２３】まず、条件分岐検出部１２は、ｂｂ（ステ
ップＢＢ）の後続基本ブロックの数を判別する（ステッ
プＣ１）。この判別の結果、基本ブロックの数が「０」
である場合には、処理結果Ｒｅｓ（この場合は空集合）
を返して終了する（ステップＣ２）。

【００２４】また、ステップＣ１における判別の結果、
後続基本ブロックの数が「１」である場合には、ｂｂの
後続基本ブロックをｂｂ´とし、Ｉ（値域情報）を、ｂ
ｂ内の各コードが実行されることによる各変数の値域の
変化を計算し、ｂｂ´の先頭での値域の情報に更新す
る。そして、ｂｂをｂｂ´とし（ステップＣ３）、ステ
ップＣ１に戻る。

【００２５】また、ステップＣ１における判別の結果、
後続基本ブロックの数が「２」以上である場合には、Ｉ
に示された値域情報をもとにｂｂでの条件分岐の分岐方
向を確定できるか判別する（ステップＣ４）。この結
果、分岐方向が確定できないと判別された場合、処理結
果Ｒｅｓを返して終了する（ステップＣ２）。

【００２６】これに対し、分岐方向が確定できると判別
された場合、ｂｂが持つ条件分岐を処理結果Ｒｅｓに加
える。ここで、ｂｂの後続基本ブロックのうち確定され
ている分岐方向のものをｂｂ´とし、Ｉをｂｂ内の各コ
ードが実行されることによる各変数の値域の変化を計算
し、ｂｂ´の先頭での値域情報に更新する。そして、ｂ
ｂをｂｂ´とし（ステップＣ５）、ステップＣ１に戻
る。条件分岐検出部１２は、こうして分岐方向を確定で
きる条件分岐命令を検出していく。

【００２７】図４（ｂ）においては、条件分岐検出部１
２は、例えばステップＢＢ0 →ステップＢＢ1 とトレー
スする。この時、ステップＢＢ3 からステップＢＢ1 に
至るパスは考慮しないので、ステップＢＢ1 では「Ｒｅ
ｓ＝ｔｒｕｅ」である。この内容については、条件分岐
検出部１２は、値域情報によって認識しているので、ス
テップＢＢ1 での分岐は、「Ｙｅｓ」方向に確定され
る。すなわち、ステップＢＢ1 の条件分岐が最適化可能
として検出される。この条件分岐は、条件分岐記憶部１
３において記憶される。

【００２８】条件分岐検出部１２によって最適化可能な
条件分岐が検出されると、パス作成部１４は、その条件
分岐について、最適化パスを作成することにより最適化
する（図３、ステップＡ４）。

【００２９】すなわち、パス作成部１４は、次のように
して新しいパス生成を実現する。ここでは、条件分岐検
出部１２の入力となった基本ブロック（その先頭位置が
トレース開始位置）をＢＢ0 、条件分岐検出部１２が最
後に最適化可能として検出した条件分岐を含む基本ブロ
ックをＢＢf とする。また、条件分岐検出部１２がトレ
ースした基本ブロックの列を、ＢＢ0 →ＢＢ1 →…→Ｂ
Ｂf →ＢＢn →…とする。まず、パス作成部１４は、ス
テップＢＢ0 にＢＢ1 →…→ＢＢf に含まれていたコー
ドのうち、条件分岐以外のコードをコピーして加える
（コードの順序は変えない）。次に、ステップＢＢ0 の
後続ブロックの１つとして、ステップＢＢn を加え、そ
の代わりにステップＢＢ1 を取り除く。

【００３０】従って、図４（ｂ）では、パス作成部１４
は、ステップＢＢで「Ｎｏ」方向に分岐した場合の最適
化パスを、ステップＢＢ00→ステップＢＢ00→ステップ
ＢＢ2 と作成する。

【００３１】ステップＡ２において収集された基本ブロ
ックの中で、最適化されていない条件分岐があればステ
ップＡ３に戻る（ステップＡ５）。同様にして、条件分
岐部１２は、ステップＢＢ3 →ステップＢＢ1 とトレー
スし、ステップＢＢ1 での分岐を「Ｎｏ」方向に確定す
る（ステップＡ３）。パス作成部１４は、ステップＢＢ
で「Ｙｅｓ」方向に分岐した場合の最適化パスを、ステ
ップＢＢ00→ステップＢＢ01→ステップＢＢ4 と作成す
る。

【００３２】最適化パスの作成が完了すると、パス作成
部１４は、「dead code elimination 」「空な基本ブロ
ックの除去」を実施し、更にコードの最適化を行なう
（ステップＡ６）。

【００３３】この時、ステップＢＢ00、ステップＢＢ01
のコードは削除され、ステップＢＢで「Ｎｏ」方向に分
岐した場合の最適化パスはステップＢＢから直接ステッ
プＢＢ2 へ、ステップＢＢで「Ｙｅｓ」方向に分岐した
場合の最適化パスは、ステップＢＢから直接ステップＢ
Ｂ4 へ、各々至るものとなる。こうして、最適化コード
が得られる。

【００３４】なお、図３に示すフローチャートでは、ト
レース開始位置検出部１０によって最適化対象コードか
らトレース開始位置を全て検出した後、トレースによっ
て最適化可能な条件分岐命令を検出する毎に最適化パス
を作成しているが、最適化対象コードからトレース開始
位置を検出する毎に最適化パスを作成するような流れで
あっても良い。

【００３５】次に、第２実施例について説明する。図６
は本発明の第２実施例に係わる目的コード最適化装置の
構成を示すブロック図である。図１に示すように、目的
コード最適化装置は、条件分岐命令検出部２０、条件分
岐命令記憶部２１、成立条件作成部２２、成立条件付加
コード記憶部２３、及び最適化部２４によって構成され
ている。

【００３６】条件分岐命令検出部２０は、最適化対象コ
ード（第１実施例と同じ）から、条件分岐命令を全て検
出する。条件分岐命令記憶部２１は、条件分岐命令検出
部２０によって検出された条件分岐命令を記憶するため
のものである。

【００３７】成立条件作成部２２は、条件分岐命令記憶
部２１に記憶された全条件分岐命令の各々に対して、条
件分岐直後で成立する条件（成立条件）を検出し、その
条件を表現する所定の形式を作成して、最適化対象コー
ドに付加して出力する。成立条件付加コード記憶部２３
は、成立条件作成部２２から出力される成立条件が付加
された最適化コードを記憶するためのものである。最適
化部２４は、成立条件付加コード記憶部２３に記憶され
た最適化対象コードを、付加された成立条件を用いて最
適化を実施するものである。

【００３８】次に、第２実施例について説明する。図７
は、本発明の第２実施例における目的コード最適化装置
の動作を説明するためのフローチャートである。まず、
条件分岐命令検出部２０は、最適化対象コードから、全
て条件分岐命令を検出し、条件分岐命令記憶部２１に記
憶させる（ステップＤ１）。

【００３９】図８には最適化されるコードの一例を示し
ている。図８（ａ）に示すような命令では、図８（ｂ）
に示すようなコードとなる。ここでは、条件分岐命令検
出部２０によってステップＥ０が検出され、条件分岐命
令記憶部２１に記憶されたものとする。

【００４０】成立条件作成部２２は、条件分岐命令検出
部２０によって検出された条件分岐命令について、その
条件分岐直後の各位置で成立する条件（成立条件）を作
成する（ステップＤ２）。図８（ｂ）に示す条件分岐の
直後では、図９に示すように、「NonJump 」方向では
「Ｘ＝０」が成立条件となり、「Jump」方向では「Ｘ≠
０」が成立条件となる。成立条件作成部２２は、作成し
た成立条件を表現する形式を作成し、成立条件付加コー
ド記憶部２３に記憶させる。

【００４１】成立条件作成部２２は、例えば図１０に示
すように、成立条件を表現する形式を定義する。すなわ
ち、３つのフィールドvariable，relation，value を持
つ構造体型value-range-information を定義し、記憶さ
せるものである。この定義であれば、「Ｘ＝０」の成立
条件については、variableフィールド＝“Ｘ”、relati
onフィールド＝“＝”、value フィールド＝“０”であ
るものを生成すれば良い。

【００４２】最適化部２４は、成立条件作成部２２によ
って作成された成立条件を用いて、コードの最適化を実
施する（ステップＤ３）。図８（ｂ）に示す例では、最
適化の結果、図１１に示すようになる。すなわち、成立
条件に基づいて、ステップＥ１における演算内容が変更
され、「Ｚ＝０」となっている。従って、実行ステップ
が短縮される。

【００４３】このように、条件分岐命令直後の成立条件
を表わす情報を作成し、この情報を用いて最適化を行な
うので、特に変数と定数（データフロー解析の結果、値
が一定数と分かっているものを含む）の比較結果により
分岐するようなコードに対しては、有効度の高い情報が
作成される（ステップＥ０の条件分岐に対する成立条件
が一例）。従って、効果的な最適化が可能となる。ま
た、成立条件をもとに最適化を行なうので、従来のよう
に例えばソースプログラムに対する特定パターンについ
てのマッチングに当てはまらなくても最適化が可能とな
る。なお、本願発明の目的コード最適化装置は、各種の
コンパイラ／アセンブラを含む、コード最適化で広く応
用することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、最適化対
象とするコード条件分岐に関係する冗長さを、高度に最
適化することが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係わる目的コード最適化
装置の構成を示すブロック図。

【図２】本願発明による最適化処理と一般に行なわれて
いる他の最適化処理の関係を説明するための図。

【図３】第１実施例における目的コード最適化装置の動
作を説明するためのフローチャート。

【図４】最適化されるコードの一例を示す図。

【図５】条件分岐検出部１２の具体的な実現例を示す
図。

【図６】本発明の第２実施例に係わる目的コード最適化
装置の構成を示すブロック図。

【図７】第２実施例における目的コード最適化装置の動
作を説明するためのフローチャート。

【図８】最適化されるコードの一例を示す図。

【図９】条件分岐直後の成立条件を説明するための図。

【図１０】成立条件を表現する形式の一例を示す図。

【図１１】最適化の結果得られたコードの一例を示す
図。

【図１２】目的コードの最適化を行なう一般的なコンパ
イラの概念を示す図。

【符号の説明】

１０…トレース開始位置検出部、１１…トレース開始位
置記憶部、１２…条件分岐検出部、１３…条件分岐記憶
部、１４…パス作成部、２０…条件分岐命令検出部、２
１…条件分岐命令記憶部、２２…成立条件作成部、２３
…成立条件付加コード記憶部、２４…最適化部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンピュータ上で動作する目的コードを
   最適化することにより実行効率を改善させる目的コード
   最適化装置において、 最適化対象とするコード内から最適化される条件分岐の
   最適化実施の起点となる開始位置を検出する開始位置検
   出手段と、 前記開始位置検出手段によって検出された開始位置から
   以降を、前記開始位置を通らないパスを除いて前記コー
   ドをトレースし、前記開始位置を通る場合に限定するこ
   とで分岐方向を確定できる最適化可能な条件分岐を検出
   する条件分岐検出手段と、 前記条件分岐検出手段により検出された条件分岐を除い
   た新たなパスを作成して前記コードの最適化を行なうパ
   ス作成手段と、 を具備したことを特徴とする目的コード最適化装置。
2. 【請求項２】 コンピュータ上で動作する目的コードを
   最適化することにより実行効率を改善させる目的コード
   最適化装置において、 最適化対象とするコード内から条件分岐命令を検出する
   条件分岐命令検出手段と、 前記条件分岐命令検出手段によって検出された条件分岐
   命令に対し、その分岐直後に成立する条件を検出し、そ
   の条件を表現する情報を作成する成立条件作成手段と、 前記成立条件作成手段によって作成された情報を利用し
   て、前記コードの最適化を行なう最適化手段と、 を具備したことを特徴とする目的コード最適化装置。