JPH07200310A - 多方向分岐を行うオブジェクトプログラムの生成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多方向分岐を行うオブジェクトプログラムを
生成する方法において、制御値を補正することにより、
即値として表現できる選択定数の個数を増やし、多方向
分岐を行うオブジェクトプログラムの実行性能を向上さ
せること。 【構成】 多方向分岐を行なう計算機言語をコンパイラ
して多方向分岐を行うオブジェクトプログラムを生成す
る方法において、多方向分岐を行うオブジェクトプログ
ラムを条件判定の連続形式として生成する際に、多方向
分岐の制御値を補正し、この補正された制御値に対応す
る選択定数との比較を行なうオブジェクトプログラムを
生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多方向分岐を行なう計
算機言語をコンパイルして多方向分岐のオブジェクトプ
ログラムを生成する方法に係わり、特に、多方向分岐を
行うオブジェクトプログラムの実行性能を向上させる方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、多方向分岐を行なう計算機言語を
コンパイルして多方向分岐を行うオブジェクトプログラ
ムを生成する方法としては、分岐表形式として展開され
る場合と、条件判定の連続形式として展開される場合と
がある。

【０００３】この方法については、A.Aho、R.Sethi、J.
Ullman共著の“Compilers Principles, Techniques, an
d Tools”に記載されているが、多方向分岐の選択定数
が全てある範囲内にあり、かつ、その範囲が小さければ
分岐表形式とすることができるとされている。

【０００４】ところが、分岐表形式にできる場合であっ
ても、選択定数の個数が少なければ、条件判定の連続形
式とした方が、オブジェクトプログラムの実行性能が良
い場合がある。

【０００５】分岐表形式と条件判定の連続形式のどちら
が有利であるかは、多方向分岐の分岐数と分岐確率をも
とに、以下の式で求めたコストのどちらが低いかで決定
される。

【０００６】分岐表形式の場合のコスト: 分岐先までの合計サイクル数 条件判定の連続形式の場合のコスト:

【０００７】

【数１】

【０００８】この条件判定の連続形式の場合の式におけ
る、分岐先までのサイクル数の算出にあたっては、「制
御式と選択定数の比較を行ない、両者が等しい場合に該
当するラベルに分岐する」という機能を持つオブジェク
トプログラムを生成するものとして算定していた。

【０００９】また、実際のオブジェクトプログラムを生
成する際にも、この機能を実現するオブジェクトプログ
ラムを生成していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、「制御
式と選択定数の比較」を行なうオブジェクトプログラム
の命令数は、選択定数をメモリからロードしなくてはな
らないか、または、即値として命令語中に保持できるか
によって異なる。

【００１１】一般に選択定数が即値として命令語中に保
持できる場合には、そうでない場合より１命令少ないオ
ブジェクトプログラム生成が可能である。

【００１２】近年のＲＩＳＣアーキテクチャでは、メモ
リからのロードは、レジスタだけを使用した命令に比べ
て高価なものとなっている。

【００１３】この傾向は、プロセッサ技術の進歩による
周波数の伸びが、メモリからの転送速度の高速化を上回
っているからであり、今後ともこの傾向は継続するもの
である。

【００１４】この様な状況では、選択定数を即値として
保持する利点が更に増大する。

【００１５】即値として命令語中に保持できる定数の範
囲は、アーキテクチャによって異なるが、一般にその範
囲は狭い。

【００１６】例えば、ＰＡ−ＲＩＳＣアーキテクチャで
は−１６から１５の範囲の定数だけが即値として比較命
令の中に保持できるが、この範囲を超えた定数は、比較
命令以外の命令によりレジスタに設定しなければならな
い。

【００１７】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、多方向
分岐を行うオブジェクトプログラムを生成する方法にお
いて、制御値を補正することにより、即値として表現で
きる選択定数の個数を増やし、多方向分岐を行うオブジ
ェクトプログラムの実行性能を向上させることが可能な
技術を提供することにある。

【００１８】本発明の前記目的並びにその他の目的及び
新規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明
らかにする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明では、多方向分岐を行なう計算機言語をコン
パイラして多方向分岐を行うオブジェクトプログラムを
生成する方法において、多方向分岐を行うオブジェクト
プログラムを条件判定の連続形式として生成する際に、
多方向分岐の制御値を補正し、この補正された制御値に
対応する選択定数との比較を行なうオブジェクトプログ
ラムを生成することを特徴とする。

【００２０】

【作用】前記手段によれば、多方向分岐を行うオブジェ
クトプログラムを条件判定の連続形式として生成する際
に、制御値を補正し、即値として表現できる選択定数の
個数を増やすようしたので、多方向分岐を行うオブジェ
クトプログラムの実行性能を向上させることが可能であ
る。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２２】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００２３】図１は、本実施例を説明するための図であ
り、Ｃ言語で記述された第１のソースプログラムを示す
図である。

【００２４】図１において、制御値は変数ｉであり、選
択定数は、−３０、−２９、−２８、−２７、−２６で
ある。

【００２５】図２、図３、図４は、図１のソースプログ
ラムに対して生成されるオブジェクトプログラムを示す
図である。

【００２６】図２は分岐表形式のオブジェクトプログラ
ムを、図３は条件判定の連続形式のオブジェクトプログ
ラムを、図４は本実施例における制御値を補正した条件
判定の連続形式のオブジェクトプログラムを、それぞれ
示している。

【００２７】図２、図３、図４では、ＰＡ−ＲＩＳＣア
ーキテキチャの命令語を使用している。

【００２８】図２、図３、図４に示すオブジェクトプロ
グラムにおいては、制御値ｉは１９番レジスタ（ｒ１
９）にロードしてあるものとする。

【００２９】図２、図３、図４中において、各命令は以
下の意味を持つ。

【００３０】 ＬＤＯ ｃ（ｒｓ），ｒｔ ｒｓレジスタの値に定数ｃを加えた結果をｒｔレジスタ
に格納する。

【００３１】 ＣＯＭＩＢＴ，ｃｃ，ｎ ｃ，ｒｓ，ｌａｂ 定数ｃとレジスタｒｓを比較し、条件ｃｃが成立すれば
ラベルｌａｂに分岐する。

【００３２】ＢＬＲ ｒｓ，０ この命令から（（レジスタｒｓの値＋１）×２）先の命
令に分岐する。

【００３３】ＮＯＰ 何も行なわない。

【００３４】ＢＬ ｌａｂ ラベルｌａｂに分岐する。

【００３５】ＬＤＩ ｃ，ｒｔ 定数ｃをレジスタｒｔに格納する。

【００３６】ＣＯＭＢＴ，ｃｃ，ｎ ｒ
ｓ１，ｒｓ２，ｌａｂ レジスｒｓ１とｒｓ２を比較し、条件ｃｃが成立すれば
ラベルｌａｂに分岐する。

【００３７】また、すべての命令は１サイクルで実行で
きるが、分岐命令は後続する命令を実行してから、分岐
先の命令を実行することになる。

【００３８】ＣＯＭＩＢＴ及びＣＯＭＢＴ命令中の「，
ｎ」は、後続する命令の効果を取り消す意味を持つ。

【００３９】ＣＯＭＩＢＴ命令中に即値として割り当て
られるビット数が５ビット程度であることから、ＣＯＭ
ＩＢＴ命令で指定できる定数は、−１６から１５の範囲
でなければならない。

【００４０】本実施例では、多方向分岐を行うオブジェ
クトプログラムを生成するにあたり、多方向分岐の制御
値を補正して、即値として表現できる選択定数の個数を
増やし、この補正された制御値に対応する選択定数との
比較を行なうオブジェクトプログラムを生成する。

【００４１】即ち、図３に示す条件判定の連続形式のオ
ブジェクトプログラムにおいては、選択定数の最小値が
−３０であるのに対して、図４に示す本実施例により生
成されたオブジェクトプログラムにおいては、選択定数
の最小値が−３０から即値の最小値−１６を減じた値−
１４となり、制御値から補正値−１４を減じる（１４を
加える）命令が先頭に出力されている。

【００４２】また、図３に示す条件判定の連続形式のオ
ブジェクトプログラムにおける他の選択定数もそれぞれ
補正され、−１６、−１５、−１４、−１３、−１２と
なっている。

【００４３】一般には、選択定数の最小値が、即値とし
て表現できる値の最小値と等しくなるか、または選択定
数の最大値が即値の最大値と等しくなるように、補正を
行なえば良い。

【００４４】また、制御値を補正するためには、補正を
行なう動作が必要となる。

【００４５】従って、補正を行なうことが、必ずしも高
速なオブジェクトプログラムを生成することにはならな
い。

【００４６】そのため、分岐表形式、条件判定の連続形
式、及び制御値を補正した条件判定連続形式のいずれが
有利であるかは、多方向分岐の分岐数と分岐確率をもと
に、以下の式で求めたコストのいずれが低いかで決定す
る必要がある。

【００４７】分岐表形式の場合のコスト： 分岐先までの合計サイクル数 条件判定の連続形式の場合のコスト：

【００４８】

【数２】

【００４９】制御値を補正した条件判定の連続形式の場
合のコスト：

【００５０】

【数３】

【００５１】図５は、本発明の一実施例である多方向分
岐を行うオブジェクトプログラムの生成方法の処理手順
を示すフローチャートである。

【００５２】図２ないし図５を用いて本発明の一実施例
である多方向分岐を行うオブジェクトプログラムの生成
方法の処理手順について説明する。

【００５３】なお、この処理の前段階において、ソース
プログラムが構文解析され、中間言語に変換されてい
る。

【００５４】始めに、ステップ１０１において、分岐表
形式でオブジェクトプログラムを生成する場合の分岐コ
ストを計算する。

【００５５】なお、前記分岐コストは、中間言語から計
算されるものであるが、理解しやすいように、図２に示
す実際の分岐表形式のオブジェクトプログラム用いて、
前記ステップ１０１における分岐コストの計算について
説明する。

【００５６】図２に示す分岐表形式のオブジェクトプロ
グラムにおいて、２番目の命令から処理６へ分岐するま
でのサイクル数は３であり、３番目の命令から処理６へ
分岐するまでのサイクル数は４である。

【００５７】処理１、２、３、４、５へ分岐するまでの
サイクル数はすべて６であり、全ての処理への分岐確率
が等しいとすると、分岐のコストは

【００５８】

【数４】（（３＋４）／２＋６×５）／６ ＝ ５．５
８３サイクルである。

【００５９】即ち、図５のフローチャートにおいてａの
値は５．５８３となる。

【００６０】次に、ステップ１０２において、条件判定
の連続形式でオブジェクトプログラムを生成する場合の
分岐コストを計算する。

【００６１】前記図２に示す分岐表形式のオブジェクト
プログラムの場合と同様に、図３に示す実際の条件判定
の連続形式のオブジェクトプログラムを用いて、ステッ
プ１０２における分岐コストの計算について説明する。

【００６２】図３に示す条件判定の連続形式のオブジェ
クトプログラムにおいて、処理１へ分岐するまでのサイ
クル数は３であり、処理２までは５、処理３までは７、
処理４までは９、処理５までは１１、処理６までは１０
サイクルである。

【００６３】したがって、分岐のコストは

【００６４】

【数５】（３＋５＋７＋９＋１１＋１０）／６ ＝
７．５サイクルである。

【００６５】即ち、図５のフローチャートにおいてｂの
値は７．５となる。

【００６６】次に、ステップ１０３において、選択定数
の最小値が即値の最小値より小さいか否かを判断する。

【００６７】ステップ１０３において、選択定数の最小
値が即値の最小値より小さい場合には、ステップ１０４
に進み、選択定数の最小値から即値の最小値を減算する
ことにより補正値ｘを求める。その後、ステップ１０７
に進む。

【００６８】また、ステップ１０３において、選択定数
の最小値が即値の最小値より大きい場合には、ステップ
１０５に進み、選択定数の最大値が即値の最大値より大
きい否かを判断する。

【００６９】ステップ１０５において、選択定数の最大
値が即値の最大値より大きい場合には、ステップ１０６
に進み、選択定数の最大値から即値の最大値を減算する
ことにより補正値ｘを求める。その後、ステップ１０７
に進む。

【００７０】また、ステップ１０５において、選択定数
の最大値が即値の最大値より小さい場合には、ｃ＝∞と
してステップ１０８に進む。

【００７１】次に、ステップ１０５において、制御値を
補正した条件判定の連続形式でオブジェクトプログラム
を生成する場合の分岐コストを計算する。

【００７２】前記図２に示す分岐表形式のオブジェクト
プログラムの場合と同様に、図４に示す本実施例による
生成方法により生成された、制御値を補正した条件判定
の連続形式のオブジェクトプログラムを用いて、ステッ
プ１０５における分岐コストの計算について説明する。

【００７３】図４に示す本実施例による生成方法により
生成された、制御値を補正した条件判定の連続形式のオ
ブジェクトプログラムにおいて、前記したように、補正
値ｘは、選択定数の最小値−３０から即値の最小値−１
６を減じた値−１４となり、制御値から補正値−１４を
減じる（１４を加える）命令が先頭に出力されている。

【００７４】また、選択定数もそれぞれ補正され、−１
６、−１５、−１４、−１３、−１２となっている。

【００７５】ここで、処理１へ分岐するまでのサイクル
数は３であり、処理２までは４、処理３までは５、処理
４までは６、処理５までは７、処理６までは６サイクル
である。

【００７６】従って、分岐のコストは

【００７７】

【数６】（３＋４＋５＋６＋７＋６）／６ ＝ ５．１
６７サイクルである。

【００７８】即ち、図５のフローチャートにおいてｃの
値は７．５となる。

【００７９】次に、ステップ１０８において、求められ
たａ、ｂ、ｃ値のうち最小なものを判断し、ステップ１
０９ないしステップ１１１でそれぞれの場合におけるオ
ブジェクトプログラムを作成する。

【００８０】図１に示すソースプログラム場合には、
ａ、ｂ、ｃのうちの最小なのはｃであるから、コンパイ
ラは、制御値を補正した条件判定の連続形式のオブジェ
クトプログラムを作成する。

【００８１】また補正値は−１４である。

【００８２】図６は、本実施例を説明するための図であ
り、Ｃ言語で記述された第２のソースプログラムを示す
図である。

【００８３】図６において、制御値は変数ｉであり、選
択定数は、１３、１４、１５、１６、１７である。

【００８４】図６のソースプログラムは、制御値を補正
しないほうが良い場合の例である。

【００８５】図７、図８、図９は、図６のソースプログ
ラムに対して生成されるオブジェクトプログラムを示す
図である。

【００８６】図７は分岐表形式のオブジェクトプログラ
ムを、図８は条件判定の連続形式のオブジェクトプログ
ラムを、図９は本実施例における制御値を補正した条件
判定の連続形式のオブジェクトプログラムを、それぞれ
示している。

【００８７】図７、図８、図９において、ＰＡ−ＲＩＳ
Ｃアーキテキチャの命令語を使用している。

【００８８】これらオブジェクトプログラムの例では、
制御値ｉは１９番レジスタ（ｒ１９）にロードしてある
ものとする。

【００８９】また、図７、図８、図９中における各命令
の意味は、前記図２、図３、図４中の各命令の意味と同
じである。

【００９０】図７に示す分岐表形式のオブジェクトプロ
グラムにおいて、その分岐のコストは、図２の場合と同
じく５．５８３サイクルである。

【００９１】即ち、図５のフローチャートにおいてａの
値は５．５８３となる。

【００９２】次に、前記図３に示す条件判定の連続形式
のオブジェクトプログラムの場合と同様に、図８に示す
条件判定の連続形式のオブジェクトプログラム分岐コス
トを計算する。

【００９３】図８に示す条件判定の連続形式のオブジェ
クトプログラムにおいて、処理１へ分岐するまでのサイ
クル数は２であり、処理２までは３、処理３までは４、
処理４までは６、処理５までは８、処理６までは７サイ
クルである。

【００９４】従って分岐のコストは

【００９５】

【数７】（２＋３＋４＋６＋８＋７）／６ ＝ ５サイ
クルである。

【００９６】即ち、図５のフローチャートにおいてｂの
値は５となる。

【００９７】次に、前記図４に示す本実施例の生成方法
により生成された、制御値を補正した条件判定の連続形
式のオブジェクトプログラムの場合と同様に、図９に示
す本実施例の生成方法により生成された、制御値を補正
した条件判定の連続形式のオブジェクトプログラムの分
岐コストを計算する。

【００９８】図９に示す本実施例の生成方法により生成
された、制御値を補正した条件判定の連続形式のオブジ
ェクトプログラムにおいては、補正値ｘは、選択定数の
最大値１７から即値の最大値１５を減じた値２となり、
制御値から補正値２を減じる命令が先頭に出力されてい
る。

【００９９】また、選択定数もそれぞれ補正され、１
１、１２、１３、１４、１５となっている。

【０１００】ここで、処理１へ分岐するまでのサイクル
数は３であり、処理２までは４、処理３までは５、処理
４までは６、処理５までは７、処理６までは６サイクル
である。

【０１０１】従って、分岐のコストは

【０１０２】

【数８】（３＋４＋５＋６＋７＋６）／６ ＝ ５．１
６７サイクルである。

【０１０３】即ち、図５のフローチャートにおいてｃの
値は５．１６７となる。

【０１０４】したがって、図６に示すソースプログラム
の場合には、ａ、ｂ、ｃのうちの最小なものはｂであ
り、コンパイラは条件判定の連続形式のオブジェクトプ
ログラムを作成する。

【０１０５】以上説明したように、本実施例によれば、
多方向分岐を行うオブジェクトプログラムを生成するに
あたり、多方向分岐の制御値を補正し、即値として表現
できる選択定数の個数を増やし、この補正された制御値
に対応する選択定数との比較を行なうオブジェクトプロ
グラムを生成するようにしたので、多方向分岐を行うオ
ブジェクトプログラムの実行性能を向上させることが可
能である。

【０１０６】また、分岐表形式、条件判定の連続形式、
及び制御値を補正した条件判定の連続形式いずれの形式
が最も有利であるかの判定を行なうことにより、たと
え、分岐表形式や、条件判定の連続形式が最も有利であ
る場合であったとしても、実行性能の低下を招くことは
ない。

【０１０７】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ること
は言うまでもない。

【０１０８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
他方向分岐を行うオブジェクトプログラムを生成するに
際し、多方向分岐の制御値を補正し、即値として表現で
きる選択定数の個数を増やすようにしたので、多方向分
岐を行うオブジェクトプログラムの実行性能を向上させ
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明するための図であり、第
１のソースプログラムを示す図である。

【図２】図１のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの分岐表形式のオブジェ
クトプログラムを示す図である。。

【図３】図１のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの条件判定の連続形式の
オブジェクトプログラムを示す図である。。

【図４】図１のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの、本実施例の生成方法
により生成された制御値を補正した条件判定の連続形式
のオブジェクトプログラムを示す図である。

【図５】本発明の一実施例である多方向分岐を行うオブ
ジェクトプログラムの生成方法の処理手順を示すフロー
チャートである。

【図６】本発明の実施例を説明するための図であり、第
２のソースプログラムを示す図である。

【図７】図６のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの分岐表形式のオブジェ
クトプログラムを示す図である。

【図８】図６のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの条件判定の連続形式の
オブジェクトプログラムを示す図である。

【図９】図６のソースプログラムに対して生成されるＰ
Ａ−ＲＩＳＣアーキテキチャでの、本実施例の生成方法
により生成された制御値を補正した条件判定の連続形式
のオブジェクトプログラムを示す図である。

【符号の説明】

１０１ないし１１１…多方向分岐を行うオブジェクトプ
ログラムの生成方法の処理手順。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多方向分岐を行なう計算機言語をコンパ
   イラして多方向分岐を行うオブジェクトプログラムを生
   成する方法において、多方向分岐を行うオブジェクトプ
   ログラムを条件判定の連続形式として生成する際に、多
   方向分岐の制御値を補正し、この補正された制御値に対
   応する選択定数との比較を行なうオブジェクトプログラ
   ムを生成することを特徴とする多方向分岐を行うオブジ
   ェクトプログラムの生成方法。