JPH07175656A - 代入用アドレス保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ＴＡＯのようなプログラム言語に
おける汎用的な代入操作がプログラム言語の処理系の実
行速度を低下させることなく実現される代入用アドレス
保持装置の提供を目的とする。 【構成】 本発明の代入用アドレス保持装置は、記憶装
置６０に格納された演算装置５０の演算結果データのア
ドレスを保持するアドレス保持手段１０と、演算結果デ
ータの種別データを保持する種別データ保持手段２０
と、アドレス保持手段１０にアドレスを設定するアドレ
ス設定手段３０と、種別データ保持手段２０に種別デー
タを設定する種別データ設定手段４０とから成り、演算
装置５０の演算動作に並行して、アドレス保持手段１０
にアドレスを設定し、種別データ保持手段２０に種別デ
ータを設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、演算装置と、演算装置
の演算結果データが格納される記憶装置とより成り、演
算結果データが格納された記憶装置のデータ格納場所
（アドレス）に値を代入するデータ処理装置の代入用ア
ドレス保持装置に係り、特に、データ処理装置で実行さ
れるプログラムがサブルーチンを呼出し、そのサブルー
チンの処理結果のデータが返された時、その処理結果の
データのアドレスに値を代入し得るプログラム言語の処
理系の高速化を支援する代入用アドレス保持装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、プログラムがある関数（サブルー
チン）を呼出し、その関数の処理結果のデータが返され
る時、その処理結果のデータが格納されるアドレスに値
を代入し得る典型的なプログラム言語として、Ikuo TAK
EUHI、Hiroshi OKUNO 、及びNobuyasu OHSATO による
“マルチプログラミングパラダイムによるリスト処理言
語ＴＡＯ(A List Processing Language TAO with Multi
ple Programming Paradigms)”、New Generation Compu
ting論文誌、第４巻、第４号、pp.401-444、1986年に記
載されるＴＡＯが周知である。ＴＡＯによれば、例え
ば、変数ｘへ値１を代入する場合、 （！ｘ １） のように記述する。一方、この構文は変数ｘの返した値
が存在する場所（変数ｘの格納アドレス）に値１を代入
する操作を示すと見做すことにより、ある関数がその関
数の処理の結果を返したデータが存在している場所にデ
ータを代入する構文を同様にして記述することが可能で
あることが分かる。例えば、ｘを引数とする関数ｃａｒ
が返したデータが存在するアドレスに数値１を代入する
操作は、次のように記述し得る。 （！（ｃａｒ ｘ） １） ここで、関数ｃａｒは、ｃａｒ部とｃｄｒ部という２つ
の部分からなるリストと呼ばれる構造を有するデータの
ｃａｒ部のデータを取り出す関数である。リスト構造の
データｘは、例えば、（２．３）と表記され、ドッ
ト“．”の左側がｃａｒ部を表わし、右側はｃｄｒ部を
表わす。上の式は、データｘ、すなわち、（２．３）の
ｃａｒ部に値１を代入する操作を示しているので、この
代入操作により、データｘは（１．３）になる。

【０００３】上記の関数ｃａｒの処理により返されたデ
ータが存在している場所への代入操作を行うためには、
リスト構造のデータ（２．３）のｃａｒ部のアドレスが
必要になる。関数ｃａｒ自体は、関数内部においてこの
ｃａｒ部のデータのアドレスを算出し、算出されたアド
レスからデータ、この例では値２をロードして、このデ
ータを返す。一方、この関数ｃａｒの呼び出し側は、一
般に、このデータのアドレスを知り得ない。

【０００４】図４は、従来のＴＡＯの実装例を示し、関
数ｃａｒ等における演算処理を行う演算部１５０と、演
算結果のデータが格納されるメモリ部１６０と、演算結
果のデータのアドレスとデータ種別とを保持する２つの
汎用レジスタ１７０とから成る。従来のＴＡＯの実装に
よれば、関数ｃａｒの処理により返されたデータが存在
している場所への代入操作を行うために、関数ｃａｒ
は、ｃａｒ部のアドレスを計算した時、そのアドレスを
汎用レジスタ１７０から成るアドレス保持レジスタに設
定し、ｃａｒ部のデータのデータ種別を同様に汎用レジ
スタ１７０から成る種別レジスタに設定し、次に、関数
ｃａｒの本来の処理結果であるｃａｒ部のデータの値を
返す。関数ｃａｒの処理が終了して関数ｃａｒの呼出し
側の処理に戻ると、汎用レジスタ１７０から成るアドレ
ス保持レジスタと種別レジスタとを利用してデータの代
入が行われる。一方、単に関数ｃａｒを呼出す場合、す
なわち、ｃａｒ部のデータを取り出す操作だけが行われ
代入操作が行われない場合、関数ｃａｒにより設定され
た汎用レジスタ１７０から成るアドレス保持レジスタと
種別レジスタは利用されない。

【０００５】かかる代入操作は、より一般的に実現され
得て、例えばリスト構造のｃｄｒ部への代入は、 （！（ｃｄｒ ｘ） １） と記述することができる。或いは、例えば、配列型のデ
ータの１０番目の要素に３を代入するような配列型デー
タの要素への代入操作は、配列アクセス関数ａｒｅｆを
利用して、 （！（ａｒｅｆ ｘ １０） ３） と記述することができる。ＴＡＯの処理系において、関
数ｃａｒ、関数ｃｄｒ及び関数ａｒｅｆはシステム定義
関数として提供されているが、代入操作は、かかるシス
テム定義関数に限定されることはなく、ユーザ定義関数
においても実現し得る。例えば、関数ａｂｃなるユーザ
定義関数が定義されている場合、 （！（ａｂｃ ｘ） １） のように記述して、関数ａｂｃの処理により返されたデ
ータが存在している場所への代入操作を行い得る。従来
のＴＡＯの実装例によれば、ユーザ定義関数の返すデー
タへの代入操作は、代入され得るような種別のデータを
返す全ての関数において、上記の説明の如く、汎用レジ
スタ１７０から成るアドレス保持レジスタ及び種別レジ
スタにそのデータのアドレス及び種別データ夫々を設定
することにより実現される。ユーザ定義関数ａｂｃの中
では、様々な関数が呼ばれる場合があり得るが、関数ａ
ｂｃが返すデータは、関数ａｂｃの中で最後に呼び出さ
れた関数の返したデータである。したがって、所望の代
入操作は、汎用レジスタ１７０から成るアドレス保持レ
ジスタ及び種別レジスタが関数の呼び出しの度に上書き
され、最後に呼び出された関数によって書き込まれたア
ドレス保持レジスタ及び種別レジスタに設定されたデー
タが利用されることにより実現される。

【０００６】代入操作が可能な他のプログラム言語とし
て、Guy L. Steele 編集による“Common Lisp ”、Digi
tal Press 、1986年に記載されるプログラム言語Ｃｏｍ
ｍｏｎ Ｌｉｓｐも周知である。しかし、上記のＴＡＯ
による実装例によれば、Ｃｏｍｍｏｎ Ｌｉｓｐに比べ
て、ユーザ定義関数の返すデータへの代入操作をより容
易に指定し得る。更に、ＴＡＯによる代入操作は、Ｃｏ
ｍｍｏｎ Ｌｉｓｐによる代入操作に比べてより多くの
場合に対応できる利点を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、ＴＡＯに
よる従来の代入機構は、容易に理解され、容易に実現さ
れ、及び高い汎用性を有することを特徴とするが、２つ
の汎用レジスタへの設定動作を頻繁に行うことを必要と
する。汎用レジスタを利用しているため、この２つのレ
ジスタへの設定動作には、一般に、機械語命令で２命令
に相当する処理時間を要する。したがって、従来の技術
によれば、ＴＡＯの処理系の実行速度は、かかる汎用レ
ジスタへの設定のための処理時間が代入され得るような
データを返す全ての関数呼出しの処理時間に付加される
ために、低下させられる。

【０００８】本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑
み、ＴＡＯのようなプログラム言語における汎用的な代
入操作がプログラム言語の処理系の実行速度を低下させ
ることなく実現される代入用アドレス保持装置の提供を
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理構
成図である。本発明の代入用アドレス保持装置は、記憶
装置６０に格納された演算装置５０の演算結果データの
アドレスを保持するアドレス保持手段１０と、演算結果
データの種別データを保持する種別データ保持手段２０
と、アドレス保持手段１０にアドレスを設定するアドレ
ス設定手段３０と、種別データ保持手段２０に種別デー
タを設定する種別データ設定手段４０とから成り、演算
装置５０の演算動作に並行して、アドレス保持手段１０
にアドレスを設定し、種別データ保持手段２０に種別デ
ータを設定する。

【００１０】

【作用】本発明の代入用アドレス保持装置によれば、プ
ログラムが呼び出した関数（サブルーチン）の処理によ
って関数から返されるデータが存在している場所へ代入
操作を行う場合、呼び出される関数は、返すデータを読
み出すためにこのデータの格納されたアドレスを計算す
る。この関数は、計算されたアドレスをアドレス保持の
ための専用のアドレス保持レジスタに設定し、このデー
タの種別を同様に種別データ保持のための専用の種別レ
ジスタに設定する。さらに、この関数は、本来の処理結
果であるデータの値を返す時、かかるアドレス保持レジ
スタへの設定及び種別レジスタへの設定を関数本来の演
算処理と並行して行うので、プログラム言語処理系の処
理速度を低下させることなく代入用アドレスを専用レジ
スタに保持させ得る。したがって、関数の呼出し側のプ
ログラムによる代入操作は、これらの専用レジスタに格
納されたアドレス及び種別データを利用して、アドレス
を保持するための余分な処理時間を要することなく実現
される。さらに、上記の専用レジスタへの設定は、関数
が処理結果のデータを返す度に行われ、専用レジスタに
は、常に最後に返されたデータのアドレス及び種別デー
タが格納されているので、呼び出し側のプログラムは、
これらの専用レジスタを利用して直前に返されたデータ
のアドレス及び種別を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、図面と共に本発明の一実施例を詳細に
説明する。

【００１２】図２は、本発明の一実施例の代入用アドレ
ス保持装置の構成を説明するための図であり、メモリ部
１６０に格納された演算部１５０の演算結果データのア
ドレスを保持するアドレス保持レジスタ１１０と、演算
結果データの種別データを保持する種別レジスタ１２０
と、アドレス保持レジスタ１１０にアドレスを設定する
アドレス保持レジスタ設定部１３０と、種別レジスタ１
２０にデータの種別を設定する種別レジスタ設定部１４
０とから成る。更に、本発明の一実施例によれば、代入
用アドレス保持装置は、演算部１５０、アドレス保持レ
ジスタ設定部１３０及び種別レジスタ設定部１４０夫々
への命令を含むマイクロ命令が実行クロックに同期して
供給されて、演算部１５０の演算動作に並行して、アド
レス保持レジスタ設定部１３０及び種別レジスタ設定部
１４０の設定動作を指令する信号を出力する命令パイプ
ラインレジスタ１８０から成る。同図に示される汎用レ
ジスタ１７０は、演算処理等に利用される汎用のレジス
タである。以下では、アドレス保持レジスタ１１０をＲ
ＰＲ(RePlace Register)と呼び、種別レジスタ１２０を
ＲＰＦ(RePlace Flag)と呼び、演算部１５０をＡＬＵと
呼ぶ。ＡＬＵ１５０と、ＲＰＲ１１０と、及びＲＰＦ１
２０は、命令パイプラインレジスタ１８０に格納された
マイクロ命令によって、独立に、及び並列に制御され得
る。ＡＬＵ１５０の動作命令は、命令パイプラインレジ
スタ１８０からＡＬＵ制御信号を介してＡＬＵ１５０に
入力され、ＲＰＲ１１０への設定動作命令は、命令パイ
プラインレジスタ１８０からＲＰＲ制御信号を介してア
ドレス保持レジスタ設定部１３０に入力され、ＲＰＦ１
２０への設定動作命令は、命令パイプラインレジスタ１
８０からＲＰＦ制御信号を介して種別レジスタ設定部１
４０に入力される。

【００１３】図３は、本発明の一実施例による命令パイ
プラインレジスタ１８０に供給されるマイクロ命令のフ
ィールド割り当てを詳細に示す図である。同図におい
て、ＬＯＡＤＲＰＲは、アドレス保持レジスタ設定部１
３０に対するＲＰＲ１１０への設定命令を示し、ＳＥＴ
ＲＰＦは、種別レジスタ設定部１４０に対するＲＰＦ１
２０への設定指令を示す。ここで、ＲＰＦ１２０に設定
される種別データには、プログラム言語やその処理系の
実装方法によって、例えば、８ビット整数、８ビット文
字、１６ビット整数、又は一般データ等がある。

【００１４】以下に、本発明の一実施例による代入用ア
ドレス保持装置のＡＬＵ１５０と、ＲＰＲ１１０と、及
びＲＰＦ１２０の並行動作をより詳細に説明する。命令
パイプラインレジスタ１８０は、入力される実行クロッ
クに同期して、一つのマイクロ命令がロードされる。こ
れにより、ＡＬＵ１５０の演算と、ＲＰＲ１１０の設定
と、及びＲＰＦ１２０の設定が並行して動作させられ得
る。アドレス保持レジスタ設定部１３０は、ＬＯＡＤＲ
ＰＲフィールドにロードされた命令によりＲＰＲ１１０
への設定が指示されると、出力データバス上のデータを
ＲＰＲ１１０に設定する。一方、種別レジスタ設定部１
４０は、ＳＥＴＲＰＦフィールドにロードされた命令に
よりＲＰＦ１２０への設定が指示されると、指定された
種別データをＲＰＦ１２０に設定する。更に、ＡＬＵ１
５０は、ＡＬＵフィールド、ＳＯＵＲＣＥフィールド、
及びＤＥＳＴフィールドにより演算動作が指示され得る
ので、ＲＰＲ１１０及びＲＰＦ１２０への設定動作と並
行して、例えば、ＲＰＲ１１０及びＲＰＦ１２０に保持
されるデータを入力データバスを経由して入力して、代
入アドレスの計算等を実行し得る。

【００１５】本発明の一実施例によれば、例えば、次の
手順でプログラムにより代入操作が実行され得る。 １．代入値を計算等により得る。 ２．代入される式、たとえば、変数の読み出し、或い
は、関数（サブルーチン）を実行する。 ３．ＲＰＦ１２０レジスタに格納された種別データに応
じて、ＲＰＲ１１０に格納されたアドレスに１．で得ら
れた代入値を格納する。 上記の手順は、例えば、従来のＴＡＯの処理系によるプ
ログラムの手順と同じである。

【００１６】一方、本発明の一実施例によれば、代入さ
れる式として実行される関数、たとえば、関数ｃａｒの
手順は次の通りである。 １．引き数として渡されたデータのｃａｒ部のアドレス
を計算し、同時にＬＯＡＤＲＰＲの命令にしたがって、
ＲＰＲ１１０にその計算結果を設定する。 ２．設定データがリスト構造であることをチェックし、
同時にＳＥＴＰＲＦの命令にしたがって、ＲＰＦ１２０
に種別データを設定する。 ３．計算されたアドレスからｃａｒ部の値をロードす
る。 ４．ロードされた値を関数の返り値として呼び出し側に
返す。 ここで、ＲＰＲ１１０及びＲＰＦ１２０への設定は、関
数ｃａｒの本来の処理と完全に並行に実行されているの
で、代入用アドレスを保持するために余分な処理時間が
必要とされない。したがって、本発明の一実施例によれ
ば、代入操作のための処理は、関数の本来の処理に対し
てオーバーヘッドを発生させない。

【００１７】

【発明の効果】上記の如く、本発明によれば、ＴＡＯの
ようなプログラム言語における汎用的な代入操作がプロ
グラム言語の処理系の実行速度を低下させることなく実
現され、かかるプログラム言語の処理系の性能を向上さ
せる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理構成図である。

【図２】本発明の一実施例による代入用アドレス保持装
置の構成の説明図である。

【図３】本発明の一実施例によるマイクロ命令のフィー
ルドを説明する図である。

【図４】従来技術を説明する図である。

【符号の説明】

１０ アドレス保持手段 ２０ 種別データ保持手段 ３０ アドレス設定手段 ４０ 種別データ設定手段 ５０ 演算装置 ６０ 記憶装置 １１０ アドレス保持レジスタ（ＲＰＲ） １２０ 種別レジスタ（ＲＰＦ） １３０ アドレス保持レジスタ設定部 １４０ 種別レジスタ設定部 １５０ 演算部 １６０ メモリ部 １７０ 汎用レジスタ １８０ 命令パイプラインレジスタ

フロントページの続き (72)発明者 竹内 郁雄 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 演算装置と、該演算装置の演算結果デー
   タが格納される記憶装置とより成り、該演算結果データ
   が格納された該記憶装置のアドレスに値を代入するデー
   タ処理装置の代入用アドレス保持装置であって、 該アドレスを保持するアドレス保持手段と、 該演算結果データの種別データを保持する種別データ保
   持手段と、 該アドレス保持手段に該アドレスを設定するアドレス設
   定手段と、 該種別データ保持手段に該種別データを設定する種別デ
   ータ設定手段とから成り、 該演算装置の演算動作に並行して、該アドレス保持手段
   に該アドレスを設定し、及び該種別データ保持手段に該
   種別データを設定することを特徴とする代入用アドレス
   保持装置。