JPH06251054A - Ｉｆ文下ベクトル演算最適化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ベクトル処理プロセッサのコンパイラにおい
て、ＤＯループの異なる条件下にある同一の演算を条件
なしの演算として処理するＩＦ文下ベクトル演算方法の
提供。 【構成】コンパイラ２のベクトル処理部２２にＤＯルー
プの制御の流を解析する構文解析手順２２１と、ＩＦ文
の条件を解析するＩＦ文化条件解析手順２２２と、デー
タ依存関係を解析するデータ依存関係判定手順２２３
と、並列実行可能なループをベクトル化するベクトルテ
キスト生成手順２２４と、共通式削除処理を行うベクト
ル演算最適化処理手順２２５を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ベクトル処理プロセ
ッサにおけるプログラムの並列実行可能部分の最適化に
関し、ＩＦ文下ベクトル演算最適化方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】記憶域上に規則的に並んでいるデータに
対して並列演算を行うベクトル命令をもつベクトル処理
プロセッサにおいては、目的プログラムのうちのベクト
ル命令によって実行される部分の割合を大きくすればす
るほどプログラムの実行時間を短縮することができる。
したがって、このようなベクトル処理プロセッサに対す
るコンパイラにおいては、与えられた原始プログラムを
可能な限り並列実行可能な形で目的プログラムに変換す
ることが望まれる。

【０００３】ところで、ベクトル命令を有するベクトル
処理プロセッサに対する従来のコンパイラは、高級言語
で記述された原始プログラムを読み込み構文解析を行っ
て第１中間テキストを生成する構文解析部と、第１中間
テキストから原始プログラム中のループ構造を検出して
ベクトル化可能部分の認識を行い、ベクトル処理用の第
２中間テキストを生成するベクトル化処理部と、第２中
間テキストから目的プログラムを生成して出力するコー
ド生成部と、を含んで構成される。

【０００４】このような従来の自動並列化コンパイラ
は、例えば図２に例示する原始プログラムが与えられた
場合には、構文解析部がこの原始プログラムを読み込ん
で図２の流れ図に例示する第１中間テキスト（ステップ
３１〜３４）を生成し、ベクトル化処理部が第１中間テ
キストを変更した図４の流れ図に例示する第２中間テキ
スト（４１および４２）を生成し、コード生成部が第２
中間テキストを読み込み並列実行可能部分がベクトル化
されている目的プログラムを生成する。

【０００５】ところが、図５に例示する原始プログラム
が与えられた場合には、実行文５１および５２をそれぞ
れ異なる条件下の演算としてそれぞれベクトル化を行っ
ている。このため異なる条件下にある同一の演算を別々
の演算として２回の演算が行われている。そのため、並
列化による時間の短縮が十分に発揮されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のコンパ
イラでは、ＤＯループ内の異なる条件のもとに同一の演
算がある場合、その演算は別々の異なる条件下の演算と
してベクトル化を行っていた。このため異なる条件下に
ある同一の演算は常に２回演算が行われる。従って、ベ
クトル処理プロセッサにおいては、プログラムの実行時
間をさらに短縮することができない。

【０００７】この発明の目的は、上述の点に関し、ＤＯ
ループ内の異なる条件下に現われる同一の演算は条件に
関係なしに演算を行っても、条件を満たす部分に対する
演算結果は変わらず、引用時に条件を満たしている所の
みを引用できるようにすれば正しく処理出来る。つま
り、マスクなしで一度に演算し、その結果をマスク付き
（条件を満足する部分のみ）で引用することによって、
ベクトル処理プロセッサにおけるプログラムの実行時間
を短縮できるＩＦ文下ベクトル演算最適化方法を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のＩＦ文下ベク
トル演算最適化方法における、記憶域上に規則的に並ん
でいるデータに対して並列演算を行うベクトル命令を有
し、前記命令がマスクのオンあるいはオフによって、前
記マスクに対応する要素の処理を行うかあるいは行わな
いかを制御する機能を有するベクトル処理プロセッサに
よって実行される目的プログラムを与えられた原始プロ
グラムから生成し出力するコンパイラには、前記原始プ
ログラムを読み込み構文解析を行って第１中間テキスト
を生成する構文解析手段と、前記第１中間テキストから
前記原始プログラムのループ中の制御の流れを解析する
構造解析手段と前記ループ中のＩＦ文の条件を解析する
ＩＦ文化条件解析手段と前記ループ中に並列実行を矛盾
するデータ依存関係があるか否かを判定するデータ依存
関係判定手段と前記ＩＦ文化条件解析手段および前記デ
ータ依存関係判定手段によって並列実行可能と判定され
た前記ループ中の部分のベクトル処理用の第２中間テキ
ストを生成するベクトルテキスト生成手段と前記ＩＦ文
化条件解析手段によってマスク付きベクトルテキストの
共通式削除処理を行うベクトル演算最適化処理手段とを
備えるベクトル化処理手段と、前記ベクトル化処理部に
より生成された前記第２中間テキストから目的プログラ
ムを生成して出力するコード生成手段と、を含むことを
特徴とするＩＦ文下ベクトル演算最適化方法。

【０００９】

【作用】この発明のＩＦ文下ベクトル化最適化方法で
は、構文解析部が原始プログラムを読み込み構文解析を
行って第１中間テキストを生成し、ベクトル化処理部が
第１中間テキストから原始プログラムのループ中の制御
の流れを解析する構造解析手段と、ループ中のＩＦ文の
条件を解析するＩＦ文下条件解析手段と、ループ中に並
列実行に矛盾するデータ依存関係があるか否かを判定す
るデータ依存関係判定手段と、ＩＦ文下条件解析手段お
よび前記データ依存関係判定手段により並列実行可能と
判定された部分のベクトル処理用の第２中間テキストを
生成するベクトルテキスト生成手段とＩＦ文下条件解析
手段よりマスク付きベクトルテキストの共通式削除処理
を行うベクトル演算最適化手段と、を含む。そして前記
ベクトル演算最適化処理手段によって、異なる条件下の
同一の演算が別々の演算としてマスク付きで２度ベクト
ル演算を行っていた部分を条件なしとして一度に演算を
行うように第２中間テキストに変形することで並列実行
可能部分を広げ、最適化するベクトル化処理手段と、こ
のベクトル化処理手段により生成された前記第２中間テ
キストからコード生成手段によって目的プログラムを生
成して出力する。

【００１０】

【実施例】次にこの発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１１】図１は、この発明の一実施例のＩＦ文下ベ
クトル演算最適化方法が適用されているコンパイラ２を
示す機能ブロック図である。コンパイラ２は、記憶域上
に規則的に並んでいるデータに対して一度に並列演算を
行うベクトル命令を有するベクトル処理プロセッサに対
して、与えられた高級言語で記述された原始プログラム
１から目的プログラム３を生成して出力するコンパイラ
であり、原始プログラム１を読み込んで構文解析を行い
第１中間テキスト２４を生成する構文解析手順２１と、
第１中間テキスト２４から原始プログラム１中のループ
構造を検出してベクトル化可能部分の認識を行いベクト
ル処理用の第２中間テキスト２５を生成するベクトル化
処理手順２２と、第２中間テキスト２５から目的プログ
ラム３を生成して出力するコード生成手順２３とを含み
構成されている。

【００１２】ベクトル化処理手順２２は、第１中間テキ
スト２４を読み込んで原始プログラム１のループ中の制
御の流れを解析する構造解析手順２２１と、ループ中の
ＩＦ文の条件を解析するＩＦ文下条件解析手順２２２
と、ループ中に並列実行に矛盾するデータ依存関係があ
るか否かを判定するデータ依存関係判定手段２２３と、
ＩＦ文下条件解析手順２２２およびデータ依存関係判定
手順２２３によって並列実行可能と判定された部分のベ
クトル処理用の第２中間テキスト２５を生成するベクト
ルテキスト生成手順２２４と、ＩＦ文下条件解析手順に
よってマスク付きベクトルテキストの共通式削除処理を
行うベクトル演算最適化処理手順２２５とを含んで構成
されている。

【００１３】図９を参照すると、ＩＦ文下条件解析手順
２２２で作成され、データ依存関係判定手順２２３およ
びベクトルテキスト生成手順２２４で参照される条件テ
ーブル９１０は、次の条件テーブルへのポインタ９１１
と、ＩＦ文下ＴＨＥＮ節のマスク情報テーブルへのポイ
ンタ９１２と、ＥＬＳＥ節のマスク情報テーブルへのポ
インタ９１３と、条件式へのポインタ９１４とを含んで
構成されている。

【００１４】また、マスク情報テーブル９２０は、次の
マスク情報テーブルへのポインタ９２１と、条件テーブ
ルへのポインタ９２２とマスクテーブルへのポインタ９
２３を含んで構成されている。

【００１５】次に、この実施例のＩＦ文下ベクトル演算
最適化方法の動作について説明する。なお、図５に例示
するような配列要素の引用を行っている原始プログラム
１が与えられた場合に、通常は図１１に例示されるよう
な第２中間テキストを作成することで、ベクトル化の処
理部を終了するが、原始プログラム１のＩＦ文下のＴＨ
ＥＮ節およびＥＬＳＥ ＩＦ節の両方で演算される式の
部分を共通式として処理でき、図７に示すようなループ
群として処理することが可能となる。その結果、マスク
なしのベクトル演算１回で処理を行うことができ、図１
２の流れ図に示すような第２中間テキスト２５（ステッ
プ１２０１〜１２０８）を生成する。図５に例示する原
始プログラムおよび図２から図１２を参照し説明する。

【００１６】原始プログラム１が与えられてコンパイラ
２が起動されると、まず構文解析部２１が原始プログラ
ム１を読み込んで図８の流れ図に例示するような第１中
間テキスト２４を生成する。

【００１７】次に、ベクトル化処理手順２２が第１中間
テキスト２４を入力すると、構造解析手順２２１が起動
される。構造解析手順２２１は、まず第１中間テキスト
２４を分岐を単位としたブロックに分割する。そして、
対象となるループ部分を文単位のブロックに分割する。
続いて、第１中間テキスト２４からプログラム全体の制
御の流れを解析して各ブロックの関係を求める。最後に
各々のブロックで定義参照されている配列および変数に
対して、参照後の生死情報を収集する。

【００１８】次に、ＩＦ文下条件解析手順２２２が起動
される。ＩＦ文下条件解析手順２２２は、まずループ中
のＩＦ文を検索し、条件テーブル９１０を作成する。そ
して、ＴＨＥＮ節のマスク情報テーブル９２０および存
在する場合、ＥＬＳＥ節のマスク情報テーブル９２０を
作成する。また、それぞれのマスク情報テーブル９２０
と条件テーブル９１０の間のチェーンをはる。さらに、
検索したＩＦ文が他のＩＦ文のＴＨＥＮ節またはＥＬＳ
Ｅ節配下にある場合、他のＩＦ文に対して作成された条
件テーブル９１０へ検索した条件テーブル９１０へのチ
ェーン（上位条件テーブルへのポインタ９１４）をは
る。更に、次に、データ依存関係判定手順２２３が起動
され、ループ中に並列実行に矛盾するデータ依存関係が
あるか否かを判定する。続いて、ベクトルテキスト生成
手順２２４が起動される。

【００１９】ベクトルテキスト生成手順２２４は、ま
ず、並列実行可能部分をベクトル処理するために必要と
なるベクトル長設定用の第２中間テキスト２５を生成す
る。図１１に例示する第２中間テキスト２５の場合に
は、ループの繰り返し数をベクトル長として設定するｖ
ｌ＝１００（ステップ１１０１）が生成される。そし
て、並列実行可能部分に対してベクトル処理用の第２中
間テキスト２５を生成する。図１１の第２中間テキスト
２５の場合にはステップ１１０２〜１１０９が取り出さ
れる。さらに、並列実行可能部分をベクトル処理するた
めに必要となる後処理用の第２中間テキスト２５を生成
するステップ１１１０が取り出される。

【００２０】更に続いて、ベクトル演算最適化手順２２
５が起動される。

【００２１】まず、通常の演算テキストの共通式削除処
理と同様に第２中間テキスト２５から共通式を捜す。こ
の時、マスク部分が異なっているものを取り出す。図１
１の第２中間テキスト２５の場合にはステップ１１０３
と１１０７ならびにステップ１１０５と１１０９が取り
出される。そして、マスク情報テーブル９２０より条件
テーブル９１０を取り出し、対応するマスク情報テーブ
ル９１０（先のマスク情報テーブルがＴＨＥＮ節であれ
ば、ＥＬＳＥ節のマスク情報テーブル、ＥＬＳＥ節であ
ればＴＨＥＮ節のマスク情報テーブル）を取り出す。図
１１の第２中間テキストの場合にはステップ１１０７，
１１０９からＭ２が取り出され、対応するマスク情報テ
ーブル９２０は、図９が示すようにＭ１が取り出され
る。さらに、共通式のいずれかがマスク情報テーブル９
２０をもった場合、共通式処理可能として、相手方のテ
キストをマスクなしの演算に変更する。また、共通式の
結果領域がプログラム中に記述された配列の場合、相手
方の第２中間テキスト２５の前に、内部的に作成した結
果領域に演算結果を代入するマスク情報のテキストが設
定される（ステップ１２０４）。あるいは結果領域がプ
ログラム中に記述されていない中間的な領域の場合、相
手方の第２中間テキスト２５を条件なしで演算するよう
に変更する（ステップ１２０３）。第２中間テキスト２
５の結果領域を、第２中間テキスト２５の演算の変わり
に利用し、先述のテキストを代入テキストに変更する
（ステップ１２０６，１２０９）。

【００２２】図１１の第２中間テキスト２５の場合、
（ステップ１１０３，１１０５，１２０７，１２０９）
は条件を満足するため、変換が行われる。この結果、図
１２で示すような第２中間テキストが生成される。ベク
トル化処理手順２２のベクトルテキスト生成手順２２４
における処理が終了すると、コード生成手順２３が起動
され第２中間テキスト２５に基づいて目的プログラム３
が生成される。この結果、ベクトル処理プロセッサは、
従来マスク付きの状態で２回ベクトル演算を行っていた
ものが、マスクなしで１回ベクトル演算を行えばよくな
り、プロクラムの実行時間が短縮される。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
異なる条件下の演算としてそれぞれ別に行われている演
算を、そのうちの１回以上が異なる条件配下で行われて
いるものであっても、それらのベクトル演算を１回の演
算にまとめることによって、ベクトル処理プロセッサに
おけるベクトル演算を行う部分を広げることができる。
そして、プログラムの実行時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のＩＦ文下ベクトル演算最
適化方法が適用されるコンパイラの機能ブロック図であ
る。

【図２】図１中の原始プログラムの一例を示す図であ
る。

【図３】図２に例示した第１中間テキストの一例を示す
流れ図である。

【図４】図３に例示した第１中間テキストから生成され
る第２中間テキストの一例を示す流れ図である。

【図５】図１中の原始プログラムの例を示す図である。

【図６】従来、ＩＦ文がある場合に原始プログラムを並
列実行可能として処理する場合にコンパイラが第２中間
テキスト作成時に行う変形を原始プログラムの形式で例
示した図である。

【図７】図５に例示した原始プログラムを並列実行可能
として処理する場合にコンパイラが行う変形にＩＦ文ベ
クトル演算最適化方式を適用した場合に行われる変形を
原始プログラムの形式で例示した図である。

【図８】図５に例示した原始プログラムから生成される
第１中間テキストの一例を示す流れ図である。

【図９】この実施例のＩＦ文下ベクトル演算最適化方式
において用いられる条件テーブルの分図（ａ）およびマ
スク情報テーブルの分図（ｂ）のそれぞれの構成を示す
図である。

【図１０】本実施例のＩＦ文下ベクトル演算最適化方式
で図５に例示した原始プログラムを処理したときの条件
テーブルおよびマスク情報テーブルの内容を例示する図
である。

【図１１】図８に例示した第１中間テキストから生成さ
れる第２中間テキストを示す流れ図である。

【図１２】図１１に例示した第２中間テキストからＩＦ
文下ベクトル演算最適化方法によって変形を行った第２
中間テキストを示す流れ図である。

【符号の説明】

１ 原始プログラム ２ コンパイラ ３ 目的プログラム ２１ 構文解析手順 ２２ ベクトル化処理手順 ２３ コード生成手順 ２４ 第１中間テキスト ２５ 第２中間テキスト ２２１ 構造解析手順 ２２２ ＩＦ文下条件解析手順 ２２３ データ依存関係判定手順 ２２４ ベクトルテキスト生成手順 ２２５ ベクトル演算最適化処理手順 ９１０ 条件テーブル ９１１ 次の条件テーブルへのポインタ ９１２ ＩＦ文下ＴＨＥＮ節マスク情報テーブルへの
ポインタ ９１３ ＩＦ文下ＥＬＳＥ節マスク情報テーブルへの
ポインタ ９１４ 上位条件テーブルへのポインタ ９１５ 条件式のトライァド ９２０ マスク情報テーブル ９２１ 次のマスク情報テーブルへのポインタ ９２２ 条件テーブルへのポインタ ９２３ マスクテーブルへのポインタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記憶域上に規則的に並んでいるデータに
   対して並列演算を行うベクトル命令を有し、前記命令が
   マスクのオンあるいはオフによって、前記マスクに対応
   する要素の処理を行うかあるいは行わないかを制御する
   機能を有するベクトル処理プロセッサによって実行され
   る目的プログラムを与えられた原始プログラムから生成
   し出力するコンパイラには、 前記原始プログラムを読み込み構文解析を行って第１中
   間テキストを生成する構文解析手段と、 前記第１中間テキストから前記原始プログラムのループ
   中の制御の流れを解析する構造解析手段と前記ループ中
   のＩＦ文の条件を解析するＩＦ文化条件解析手段と前記
   ループ中に並列実行に矛盾するデータ依存関係があるか
   否かを判定するデータ依存関係判定手段と前記ＩＦ文化
   条件解析手段および前記データ依存関係判定手段によっ
   て並列実行可能と判定された前記ループ中の部分のベク
   トル処理用の第２中間テキストを生成するベクトルテキ
   スト生成手段と前記ＩＦ文化条件解析手段によってマス
   ク付きベクトルテキストの共通式削除処理を行うベクト
   ル演算最適化処理手段とを備えるベクトル化処理手段
   と、 前記ベクトル化処理部により生成された前記第２中間テ
   キストから目的プログラムを生成して出力するコード生
   成手段と、 を含むことを特徴とするＩＦ文下ベクトル演算最適化方
   法。