JPH07295810A - 命令列最適化処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】命令スケジューリング時に、未選択命令を考慮
することにより、対象命令列で発生するインタロックを
最小化できるようにする。 【構成】重み＃１計算部１２０により算出された依存関
係グラフ上の命令のうちの選択候補命令の重み＃１が重
み＃２として書き込まれる重み＃２格納部２３０と、こ
の格納部２３０を参照して、選択候補命令の中で重み＃
２が最大の命令を選択する次命令選択部１３８と、次命
令選択に際し、選択候補命令が選択されるならば後のス
ケジューリングで大きなインタロックが起こるかを、当
該命令とそれに依存する命令間で起こるインタロックの
サイクル数と、未選択命令中の整数演算系命令及び浮動
小数点演算系命令の数の比率をもとに予測し、大きなイ
ンタロックが起こるなら、当該選択候補命令についての
重み＃２格納部２３０内の重み＃２を増やす後続インタ
ロック重み増加部１３６とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、スーパスカラ・
アーキテクチャを持つＲＩＳＣ（縮小命令セットコンピ
ュータ）プロセッサで処理される命令列を最適化するの
に好適な命令列最適化処理方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、スーパスカラ・アーキテクチャを
持つＲＩＳＣプロセッサ搭載した計算機における命令ス
ケジューリングは、対象命令間の依存関係を抽出するこ
とにより作成される依存関係グラフに対し、命令選択以
前に付けた重み情報と命令選択時に既選択命令と選択候
補命令（スケジューリング候補命令）との間の関係のみ
を使用して行われていた。

【０００３】さて、スーパスカラ・アーキテクチャを持
つＲＩＳＣプロセッサは、ＩＵ（Integer Unit: 整数演
算ユニット）と、ＦＰＵ（Floating Point Unit:浮動小
数点ユニット）を有している。上記ＲＩＳＣプロセッサ
で取り扱われる命令は、ＩＵ側だけでパイプライン処理
されるものと、ＩＵ及びＦＰＵの両方でパイプライン処
理されるものに大別される。いずれの命令も１つの独立
した命令であり、したがって従来のパイプラインのシミ
ュレーションは、ＩＵとＦＰＵとに分けることなく１本
のパイプラインとして行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、依存関係グラ
フに重みを付けた情報だけでは、後に起こるインタロッ
ク、並列実行を予測することはできない。また、パイプ
ラインのシミュレーションは、元来２つのパイプライン
を、そのパイプラインで１つの独立した命令が処理され
ることから、１本のパイプラインとして扱って行ってい
たため、正確ではなかった。また、ＩＵとＦＰＵのシミ
ュレーションの情報は分離できない等、最適なスケジュ
ーリングのための情報が不足していた。

【０００５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
でその目的は、スーパスカラ・アーキテクチャを持つＲ
ＩＳＣプロセッサに代表されるプロセッサで処理される
命令列を対象とする命令スケジューリング時に、未選択
命令を考慮することにより、対象命令列で発生するイン
タロックを減らすような命令並び換えが行える命令列最
適化処理方法及び装置を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、命令スケジューリン
グ時に、未選択命令を考慮することにより、対象命令列
で発生する並列実行を増やすような命令並び換えが行え
る命令列最適化処理方法及び装置を提供することにあ
る。

【０００７】本発明の更に他の目的は、命令スケジュー
リングに必要なパイプラインのシミュレーションをＩ
Ｕ、ＦＰＵで分離することにより、対象命令列で発生す
るインタロックを減らし、更に並列実行可能なプロセッ
サを対象とする命令スケジューリングであれば、並列実
行を増やすような命令並び換えが行える命令列最適化処
理方法及び装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の第１の
観点に係る構成は、整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点
演算処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式の
プロセッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジュ
ーリング処理において、対象命令列の各命令間の依存関
係を表す依存関係グラフ上の各命令について、その命令
のデコードサイクルに応じた命令固有の重みと、当該グ
ラフ上で子となる命令があれば、その子の重みとその子
との間のインタロックのサイクル数をもとに、その命令
に重みを付けておき、対象命令列の並び換えによる命令
スケジューリングのために、依存関係グラフ上でスケジ
ューリング済みの命令を除いて先行命令を持たない全て
の未選択命令をスケジューリング候補命令（選択候補命
令と称する）として扱い、その選択候補命令の中で重み
が最大の命令を次のスケジューリング命令（次命令）と
して選択する動作を繰り返すようにし、この動作におけ
る１命令（次命令）の選択に際しては、それに先行し
て、選択の対象となり得る各選択候補命令について、当
該選択候補命令が選択されたものとした場合に、後のス
ケジューリングで大きなインタロックが起こるか否か
を、当該選択候補命令とそれに依存している命令間で起
こるインタロックのサイクル数と、対象命令列に含まれ
ている未選択命令中の整数演算系命令及び浮動小数点演
算系命令の数の比率の情報をもとに予測し、大きなイン
タロックが起こると予測できるならば、当該選択候補命
令についての重みを増やすようにしたことを特徴とす
る。

【０００９】上記の構成において、対象命令列の各命令
間の依存関係を表す依存関係グラフ上の各命令につい
て、その命令のデコードサイクルに応じた命令固有の重
みをもとに（当該グラフ上で子となる命令があれば、更
に、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
クル数をもとに）、その命令に重みを付しておく。

【００１０】その後、依存関係グラフ上で既選択命令
（スケジューリング済みの命令）を除いて先行命令を持
たない全ての未選択命令を選択命令として、その選択候
補命令の中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返
すことにより、命令列の最適化のための命令並び換え処
理が行われるが、この命令並び換え処理で１つの命令の
選択が行われる際には、その都度、それに先行して、以
下の動作が行われる。即ち、その時点において選択の対
象となり得る各選択候補命令について当該選択候補命令
が選択されたものとしてシミュレーションが行われる。
このシミュレーションでは、既選択命令とインタロック
を起こすか否かが判断され、インタロックを起こす場合
にはインタロックサイクル数が求められる。

【００１１】そして、上記のシミュレーションが行われ
る毎に、そのシミュレーション結果に従い、当該選択候
補命令が選択されたものとした場合に既選択命令との間
でインタロックを起こすならば、そのインタロックサイ
クル数に応じて当該選択候補命令の重みが減らされる。

【００１２】さて、全ての選択候補命令について、その
選択候補命令が選択されたものとして、その命令の重み
の再評価が行われると、その選択候補命令の中から最も
重みの大きい命令が次命令として選択される。

【００１３】以上の処理は、依存グラフの根から葉に向
かって、選択候補命令がなくなるまで行われ、対象命令
列の各命令が並び換えられる。この並び換えでは、上記
の重み減少操作により、次命令として選択されたものと
した場合に既選択命令との間でインタロックを起こすよ
うな命令は後でスケジューリングされることから、イン
タロックを減らすことが可能である。

【００１４】なお、上記プロセッサが並列実行可能であ
るものとすると、上記のシミュレーションにおいて並列
実行の可否も判断され、並列実行可であれば、該当する
選択候補命令の重みが増やされる。この操作により、当
該命令は早い時期にスケジューリングされることから、
並列実行を増やすことが可能となる。

【００１５】さて、上記の構成において最も特徴的な部
分は、選択候補命令（親）とそれに依存している命令
（子）との間のインタロックが大きい場合、或いは選択
候補命令と子との間のインタロックはそれほど大きくな
いが、未選択命令のうち整数演算系命令に比べて浮動小
数点演算系命令の割合が多い場合には、（浮動小数点演
算系命令の方が一般にサイクル数が多いことから）後に
大きなインタロックが起こると判断されて、その選択候
補命令の重みが増やされることである。この重み増加操
作により、当該命令は早い時期にスケジューリングされ
るようになり、後に大きなインタロックが起こることが
回避される。したがって、インタロックを一層減少する
ことが可能となる。

【００１６】本発明の第２の観点に係る構成は、パイプ
ライン処理方式による並列実行が可能なプロセッサを搭
載した計算機を対象とする命令スケジューリング処理に
おいて、上記第１の観点に係る構成と同様に、依存関係
グラフ上の各命令について重みを付けておき、依存関係
グラフ上で既選択命令を除いて先行命令を持たない全て
の未選択命令（選択候補命令）の中から重みが最大の命
令を次命令として選択する際には、それに先行して、各
選択候補命令について、今回、当該選択候補命令が選択
されたとしても並列実行されないが、他の選択候補命令
が選択された直後に選択されると並列実行できる命令で
あるか否かを判断し、直後に選択されると並列実行でき
る命令であるならば、当該選択候補命令についての重み
を減らすようにしたことを特徴とするものである。

【００１７】上記の構成においては、今、選択候補命令
を選択したとしても、既選択命令（以前にスケジューリ
ングされた命令）のいずれとも並列実行されないが、他
の選択候補命令が次命令として選択された直後に選択さ
れたなら並列実行可能と判断される選択候補命令につい
て、その重みが減らされる。

【００１８】このような選択候補命令は、例えば次のよ
うにして判断される。まず、選択候補命令が、デコード
サイクル２以上であり、最初のデコードサイクルで先行
する命令列との組み合わせによっては並列実行（ここで
はデコードサイクルが同時実行）可能で、その上、最後
のデコードサイクルで後続する命令列とも組み合わせに
よっては並列実行が可能な命令であるものの、実際には
既に選択された先行命令列と並列実行されない命令であ
るか否かが判断される。もし、今、選択されたとして
も、既に選択された先行命令列と並列実行されない選択
候補命令の場合、当該選択候補命令以外の選択候補命令
のうちに、当該選択候補命令の先行命令となり当該選択
候補命令と並列実行できる命令と、当該選択候補命令の
後続命令として当該選択候補命令と並列実行できる命令
とがそれぞれ存在するか否かが調べられる。これによ
り、当該選択候補命令が、今回選択されたとしても並列
実行されないが、直後に選択されると並列実行できる命
令であるか否かが判断される。

【００１９】もし、当該選択候補命令が上記直後に選択
されると並列実行が可能な命令であると判断された場合
には、当該選択候補命令の重みが減らされる。この重み
減少操作により、当該選択候補命令は後でスケジューリ
ングが行われるようになり、これにより並列実行数を増
やすことが可能となる。

【００２０】本発明の第３の観点に係る構成は、ＩＵと
ＦＰＵを持つパイプライン処理方式による並列実行が可
能なプロセッサを搭載した計算機を対象とする命令スケ
ジューリング処理において、上記第１の観点に係る構成
と同様に、依存関係グラフ上の各命令について重みを付
けておき、依存関係グラフ上で既選択命令を除いて先行
命令を持たない全ての未選択命令（選択候補命令）の中
から重みが最大の命令を次命令として選択する際には、
それに先行して、各選択候補命令について、当該選択候
補命令が選択されたものとして、ＩＵ、ＦＰＵ別々にシ
ミュレーションを行い、既選択命令とインタロックを起
こすか、或いは並列実行可能かを判断し、インタロック
を起こす場合にはインタロックサイクル数を求め、Ｉ
Ｕ、ＦＰＵの少なくとも一方の側でインタロックを起こ
すならば、そのインタロックサイクル数に応じて当該選
択候補命令の重みを減らし、既選択命令と並列実行可能
ならば当該選択候補命令の重みを増やすようにしたこと
を特徴とするものである。

【００２１】上記の構成においては、選択候補命令が選
択されたものとして行われるシミュレーションが、Ｉ
Ｕ、ＦＰＵの２本のパイプライン別々に実施されるた
め、正確なシミュレーションが実現される。そして、こ
のシミュレーションにより、ＩＵ、ＦＰＵ別々にインタ
ロックの情報（インタロックを起こすか否かの情報、起
こす場合には更にインタロックサイクル数）が取得さ
れ、インタロックを起こすならば、そのインタロックサ
イクル数に応じて該当する選択候補命令の重みが減らさ
れる。この操作は、ＩＵ、ＦＰＵの両方でインタロック
が起こるなら、それぞれのインタロックサイクル数につ
いて行われる。ここで、ＦＰＵのインタロックは実行サ
イクルの遅延に必ずしもつながらないことから、ＩＵの
インタロックに比べて重み減少の割合を少なくすると良
い。

【００２２】上記のシミュレーションでは、既選択命令
と並列実行可能か否かの情報も取得され、並列実行可能
であるならば、該当する選択候補命令の重みが増やされ
る。以上の重み減少操作により、既選択命令とのインタ
ロックを起こす命令は後でスケジューリングされるた
め、インタロックを減らすことが可能となる。また、重
み増加操作により、既選択命令と並列実行可能な命令は
比較的早い時期にスケジューリングされるため、並列実
行を増やすことが可能となる。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の命令列最適化処理方法を適用
する命令列最適化処理装置の一実施例を示す機能ブロッ
ク構成図である。図１に示す命令列最適化処理装置は、
命令列最適化処理機能を持つ処理部１００及びメモリ２
００から構成される。このメモリ２００には、詳細を後
述する、依存関係グラフデータ・重み＃１格納部２１
０、シミュレーション結果格納部２２０、重み＃２格納
部２３０及び実行状態格納部２４０が設けられる。

【００２４】処理部１００は、依存関係グラフ構築部１
１０、重み＃１計算部１２０及び重み評価・命令並べ換
え部１３０から構成される。依存関係グラフ構築部１１
０は、対象命令列３００に対して、命令間の依存関係を
抽出して依存関係グラフを構築するものである。この依
存関係グラフのデータは依存関係グラフデータ・重み＃
１格納部２１０に書き込まれる。

【００２５】重み＃１計算部１２０は、依存関係グラフ
データ・重み＃１格納部２１０を参照して、対象命令列
３００の各命令に対応した重み（以下、重み＃１と称す
る）を計算するものである。この重み＃１は、依存関係
グラフデータ・重み＃１格納部２１０に書き込まれる。

【００２６】重み評価・命令並べ換え部１３０は、重み
を評価して、インタロックが最小、並列実行が最大とな
るように、命令列の並び換えを行うもので、未選択命令
確認部１３１、次選択命令確認部１３２、シミュレーシ
ョン部１３３、インタロック重み減少部１３４、並列実
行重み増加部１３５、後続インタロック重み増加部１３
６、後続並列実行重み減少部１３７及び次命令選択部１
３８から構成される。

【００２７】未選択命令確認部１３１は、シミュレーシ
ョン結果格納部２２０をもとに未選択命令が残っている
か否かを調べるものである。次選択命令確認部１３２
は、依存関係グラフデータ・重み＃１格納部２１０とシ
ミュレーション結果格納部２２０をもとに未選択命令の
中に先行命令を持たない命令が残っているか否かを調べ
るものである。

【００２８】シミュレーション部１３３は、ＩＵ、ＦＰ
Ｕ別々にシミュレーションを行い、未選択命令の中で先
行命令を持たない命令を選択した場合に起こるインタロ
ックによる待ちサイクル数（インタロックサイクル数）
と並列実行可否を判断するものである。この判断結果は
実行状態格納部２４０に書き込まれる。

【００２９】インタロック重み減少部１３４は、シミュ
レーション部１３３でのシミュレーション対象となった
未選択命令が既に選んだ命令とインタロックを起こす場
合に、重み＃２格納部２３０内の対応する重み＃２を減
らすものである。

【００３０】並列実行重み増加部１３５は、当該未選択
命令が既に選んだ命令と並列実行されるならば、重み＃
２格納部２３０内の対応する重み＃２を増やすものであ
る。後続インタロック重み増加部１３６は、当該未選択
命令が選択された場合に後に大きなインタロックが起こ
ると予測できるならば、重み＃２格納部２３０内の対応
する重み＃２を増やすものである。

【００３１】後続並列実行重み減少部１３７は、当該未
選択命令が他の命令の選択直後に選択されるならば並列
実行できると判断できるなら、重み＃２格納部２３０内
の対応する重み＃２を減らすものである。

【００３２】次命令選択部１３８は、重み＃２格納部２
３０をもとに、既に選ばれている命令（既選択命令）を
除いて先行命令を持たない未選択命令の中で最も重み＃
２が大きい命令を探し、次命令として選択するものであ
る。次命令選択部１３８はまた、この命令選択後の状態
にシミュレーション結果格納部２２０を書き換えるよう
になっている。次命令選択部１３８による次命令選択が
繰り返されることにより、対象命令列３００を対象とす
る命令並び換えがなされた目的命令列４００が求められ
ることになる。

【００３３】依存関係グラフデータ・重み＃１格納部２
１０は、対象命令列３００の依存関係を示す依存関係グ
ラフのデータと各命令に対応した重み＃１を格納するの
に用いられる。

【００３４】シミュレーション結果格納部２２０は、次
命令選択部１３８によって選択された命令までのシミュ
レーションの実行結果（パイプラインの状態）を、Ｉ
Ｕ、ＦＰＵ別々に格納するのに用いられる。

【００３５】重み＃２格納部２３０は、次命令選択部１
３８による選択の候補となる命令（選択候補命令）の重
み＃１の再評価値である重み＃２を格納するのに用いら
れる。

【００３６】実行状態格納部２４０は、未選択命令の中
で先行命令を持たない命令が選択されたものとして、シ
ミュレーション部１３３にてＩＵ、ＦＰＵ別々に行われ
るシミュレーションの結果、当該シミュレーション部１
３３で判断されるインタロックのサイクル数と並列実行
の可否の情報を格納するのに用いられる。

【００３７】次に、本実施例の前提条件について述べ
る。本実施例における命令列最適化処理方法は、ＩＵと
ＦＰＵを１つのＣＰＵに内蔵し、２命令まで並列実行可
能なスーパスカラ・アーキテクチャを持つＲＩＳＣプロ
セッサを搭載した計算機で実行される命令列を対象とす
る命令スケジューリングに適用されるものとする。並列
実行可能か否かは、命令の組み合わせ、パイプラインの
状態によって決定される。

【００３８】１命令は、命令のデコード（Ｄ）、実行
（Ｅ）、データの書き込み（Ｗ）の３つのステージに分
けられるものとする。命令中には、デコードステージが
２サイクル以上になるものが存在するまた、ＦＰＵを用
いる演算は、ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の４ステージに分
けられ、演算の種類によってｆ２ステージ数が異なるも
のとする。インタロックが起こらない場合のＦＰＵを用
いる命令のパイプラインは、当該命令をａとすると、図
２のように実行される。この図２は、ｆ２ステージ数が
２の例である。

【００３９】また、本実施例における並列実行とは、最
初のデコードサイクルが、先行命令の最終デコードサイ
クルと同時実行されることをいう。つまり、デコードサ
イクルが２である並列実行可能な命令では、先行命令を
ａ、後続命令をｂとすると、図３のように並列実行され
る。

【００４０】また、説明を簡単にするために、命令ａ、
命令ｂの順にデコードされて並列実行される場合は、そ
の逆の命令ｂ、命令ａの順にデコードされても並列実行
できると仮定する。

【００４１】次に、図１の構成の動作を、図４乃至図６
のフローチャートを参照して、アセンブラソースプログ
ラムに命令スケジューリングを行って最適化する場合を
例に、説明する。

【００４２】まず、本実施例において命令スケジューリ
ング（命令列最適化処理）の対象とするのは、両端の命
令以外にジャンプによる飛び込み、飛び出しが存在しな
い、必ず連続して実行される命令列（アセンブラソー
ス）である。対象命令列３００は、このような命令列で
ある。

【００４３】依存関係グラフ構築部１１０は、最適化前
後で命令列の意味を変えないために、命令スケジューリ
ング（命令列最適化処理）の対象命令列３００に対し
て、その命令間の依存関係を抽出し、依存関係グラフの
データをメモリ２００内の依存関係グラフデータ・重み
＃１格納部２１０に書き込む（ステップＳ１）。

【００４４】ここで、命令間の依存関係を、図７のよう
に命令がａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅと並んでいた場合を例に説
明する。図７のように、命令ａの演算結果が命令ｃの演
算に用いられるならば、命令ｃは命令ａに依存してい
る、或いは命令ａと命令ｃは依存関係にあるという。

【００４５】もし、対象命令列３００が命令ａ〜ｅから
なり、これら命令間に図７に示すような依存関係がある
ものとすると、図８（ａ）のようにグラフ化することが
できる。このグラフは「依存関係グラフ」と呼ばれる。
また、この重み依存関係が結ばれている命令の先行命令
は「親」、後続命令は「子」と呼ばれる。

【００４６】図８（ａ）の依存関係グラフにおいて、各
命令ｉ（ｉ＝ａ〜ｅ）に対応するノード（命令ノード）
を示す円内下側の数字は、その命令ｉのデコードサイク
ル数ｄi を示し、上側の数字は依存関係グラフから（重
み＃１計算部１２０によって）計算される、その命令ｉ
に対応した重み（重み＃１）ｗi を示す。また、丸数字
は、依存する命令ｉ，ｊ間のインタロックのサイクル数
ｈijを示す。依存関係グラフ構築部１１０が依存関係グ
ラフを構築した段階では、重み（重み＃１）ｗi は図８
（ａ）に示すように未だ求められていない。

【００４７】依存関係グラフ構築部１１０により依存関
係グラフが構築されると、即ち依存関係グラフデータ・
重み＃１格納部２１０に対象命令列３００についての依
存関係グラフのデータが書き込まれると、重み＃１計算
部１２０が起動される。

【００４８】重み＃１計算部１２０は、依存関係グラフ
データ・重み＃１格納部２１０の保存内容をもとに、依
存関係グラフ上の各命令ノード（命令）ｉに付ける重み
＃１（重みｗi ）を算出し、依存関係グラフデータ・重
み＃１格納部２１０に書き込む（ステップＳ２）。この
ステップＳ２の重み算出処理の詳細を以下に説明する。

【００４９】まず、命令ｉには、固有の重みがある。重
み＃１計算部１２０は、命令ｉの固有の重みに、当該命
令ｉのデコードステージのサイクル数（デコードサイク
ル数）ｄi に応じた値を用いる。

【００５０】重み＃１計算部１２０は、依存関係グラフ
上で命令（命令ノード）ｉの「子」となる命令（子命令
ノード）ｊがあるならば、その子命令ノードｊの重み＃
１（ｗj ）と、その子命令ノードｊとの間でのインタロ
ックのサイクル数ｈij（インタロックがなければ０）と
の和（ｗj ＋ｈij）を、すべての子命令ノードｊについ
て求める。そして重み＃１計算部１２０は、その和が最
大となる値（子命令ノードがなければ０）を、命令ｉの
固有の重みに加え、命令ｉの重み（重み＃１）ｗi とす
る。重み＃１計算部１２０は、この重み算出動作を、依
存関係グラフの根から葉へ再帰的に実行する。

【００５１】図８（ｂ）は、図８（ａ）の依存関係グラ
フを対象に、上記のようにして各命令ｉ（ｉ＝ａ〜ｅ）
の重み（重み＃１）ｗi が算出されて、依存関係グラフ
データ・重み＃１格納部２１０に書き込まれた段階での
依存関係グラフを示したものである。

【００５２】なお、図８（ｂ）の例では、命令ｉの固有
の重みには、その命令ｉのデコードサイクル数ｄi をそ
のまま用いているが、実際には、その重みに加えられる
インタロックサイクル数に比べ、スケジューリングによ
り大きな影響を与えるような値を、その命令ｉのデコー
ドサイクル数から決定して用いる（例えばデコードサイ
クル数の整数倍値）。これは、デコードサイクルは減ら
ないのに対し、インタロックはスケジューリングで解消
され得るからである。

【００５３】次に、未選択命令確認部１３１が起動され
る。未選択命令確認部１３１は、シミュレーション結果
格納部２２０を参照し、未選択命令（次命令選択部１３
８によって選択されていない命令）が残っているか否か
を調べる（ステップＳ３）。この例のように、未選択命
令があるならば、次選択命令確認部１３２に制御が渡さ
れる。

【００５４】次選択命令確認部１３２は、依存関係グラ
フデータ・重み＃１格納部２１０及びシミュレーション
結果格納部２２０を参照し、シミュレーション結果格納
部２２０をもとに検出される未選択命令のうちに、既選
択命令を除いて先行命令を持たない命令（即ち依存関係
グラフデータ・重み＃１格納部２１０により示される依
存関係グラフ上で既選択命令を除いて親の命令がない未
選択命令）が存在するか否かを調べる（ステップＳ
４）。

【００５５】もし、既選択命令を除いて先行命令を持た
ない命令（未選択命令）が残っている場合には、シミュ
レーション部１３３が起動される。シミュレーション部
１３３は、ＩＵとＦＰＵを１つのＣＰＵに内蔵している
ＲＩＳＣプロセッサのパイプラインの動作を正確に予測
するために、ＩＵ、ＦＰＵ別々にシミュレーションを行
う。即ちシミュレーション部１３３は、ＩＵ、ＦＰＵ別
々にシミュレーション結果格納部２２０に保存されてい
る、既選択命令までのＩＵ、ＦＰＵ別々のパイプライン
のシミュレーションの実行結果（パイプラインの状態）
をもとに、次選択命令確認部１３２により確認された先
行命令を持たない未選択命令（以下、選択候補命令と称
する）を次に選択したものとして、ＩＵ、ＦＰＵ別々に
シミュレーションを行う（ステップＳ５）。

【００５６】そしてシミュレーション部１３３は、ステ
ップＳ５でのＩＵ、ＦＰＵ別々のシミュレーションの結
果から、当該選択候補命令（スケジューリング候補命
令）が選択された場合に、既選択命令とインタロックを
起こすか（起こす場合にはインタロックサイクル数）、
或いは並列実行可能かを判断し、その判断結果を実行状
態格納部２４０に書き込む（ステップＳ６）。

【００５７】更にシミュレーション部１３３は、依存関
係グラフデータ・重み＃１格納部２１０から上記選択候
補命令の重み＃１データを取り出し、重み＃２格納部２
３０に重み＃２として書き込む（ステップＳ７）。この
重み＃２格納部２３０には、後述するように、全ての選
択候補命令の重み＃１の再評価値である重み＃２の値が
選択候補命令毎に格納されることになる。

【００５８】次に、インタロック重み減少部１３４が起
動される。インタロック重み減少部１３４は、実行状態
格納部２４０を参照して、現在対象となっている選択候
補命令（当該選択候補命令）が選択された場合の上記シ
ミュレーション部１３３による判断結果を調べ、既選択
命令とインタロックを起こす（と判断された）場合に
は、重み＃２格納部２３０から当該選択候補命令の重み
＃２を取り出し、そのインタロックサイクル数に応じた
値だけ、その重み＃２から減少し、その減少後の重み＃
２を重み＃２格納部２３０に再び書き込む（ステップＳ
８，Ｓ９）。

【００５９】本実施例では、シミュレーション部１３３
によりＩＵ，ＦＰＵ別々にシミュレーションが行われる
ため、ＩＵ側とＦＰＵ側でそれぞれ既選択命令とインタ
ロックを起こす（と判断される）ことがあり得る。した
がって、ＩＵ側とＦＰＵ側でいずれも既選択命令とイン
タロックを起こす場合には、上記ステップＳ８，Ｓ９の
処理が、ＩＵ側のインタロック（ＩＵインタロック）と
ＦＰＵ側のインタロック（ＦＰＵインタロック）のそれ
ぞれについて実行される。ここでは、ＩＵインタロック
サイクル数をｎとすると、１０＊ｎだけ、選択候補命令
の重み＃２から減らされ、ＦＰＵインタロックサイクル
数をｍとすると、Ｋ＊ｍだけ、選択候補命令の重み＃２
から減らされる。このＫには、ＦＰＵインタロックが
（ＩＵインタロックに比べて）実行サイクルの遅延に必
ずしもつながらないことを考慮して、ＩＵインタロック
での値１０より小さな値が用いられる。

【００６０】次に、並列実行重み増加部１３５が起動さ
れる。並列実行重み増加部１３５は、実行状態格納部２
４０を参照して、当該選択候補命令が選択された場合の
上記シミュレーション部１３３による判断結果を調べ、
既選択命令と並列実行可能な場合には、重み＃２格納部
２３０から当該選択候補命令の重み＃２を取り出し、予
め定められた値、例えば１０だけ、その重み＃２を増加
し、その増加後の重み＃２を重み＃２格納部２３０に再
び書き込む（ステップＳ１０，Ｓ１１）。

【００６１】以上の操作を全ての選択候補命令（既選択
命令を除いて先行命令を持たない未選択命令）について
繰り返した後、後述するように、全ての選択候補命令の
中から重み＃２が最大の命令を次命令として選択する構
成とするならば、インタロックを最小に、並列実行を最
大にすることが可能となる。

【００６２】さて、並列実行重み増加部１３５によるス
テップＳ１１の処理が終了すると、後続インタロック重
み増加部１３６が起動される。後続インタロック重み増
加部１３６は、現在対象となっている選択候補命令（当
該選択候補命令）が選択された場合、後に、即ちその命
令に依存している子（または子孫）のスケジュール時に
大きなインタロックが起こるか否かを、依存関係グラフ
データ・重み＃１格納部２１０を参照して予測する（ス
テップＳ１２）。本実施例において、後続インタロック
重み増加部１３６は、（１）子とのインタロックサイク
ル数が大きい場合（ここでは３以上の場合）、（２）子
とのインタロックサイクル数がそれほど大きくない場合
（ここでは２の場合）で、且つ未選択命令の中の整数演
算系より浮動小数点演算系の命令数が多い場合のいずれ
かの条件を満たすならば、後に大きなインタロックが起
こると予測する。

【００６３】後続インタロック重み増加部１３６は、後
に大きなインタロックが起こると予測した場合、重み＃
２格納部２３０から当該選択候補命令の重み＃２を取り
出し、予め定められた値、例えばを１５だけ、その重み
＃２を増加し、その増加後の重み＃２を重み＃２格納部
２３０に再び書き込む（ステップＳ１３）。

【００６４】この後続インタロック重み増加部１３６に
よる重み増加操作によって、当該選択候補命令が比較的
早い時期にスケジューリングされ、後で起こるインタロ
ックをできるだけ避けることが可能となる。

【００６５】後続インタロック重み増加部１３６による
ステップＳ１３の処理が終了すると、後続並列実行重み
減少部１３７が起動される。後続並列実行重み減少部１
３７は、当該選択候補命令が、今回選択されたとしても
並列実行されないが、他の選択候補命令が選択された直
後に選択されるならば並列実行できる命令であるか否か
を判断する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４で
の具体的動作は次の通りである。

【００６６】後続並列実行重み減少部１３７はまず、当
該選択候補命令が、２以上のデコードサイクル数で、最
初のデコードサイクルで既に選択された先行命令（先行
命令列）との組み合わせによっては並列実行が可能で、
その上、最後のデコードサイクルで後続命令（後続命令
列）との組み合わせによっては並列実行が可能な命令で
あるものの、実際には既に選択された先行命令（先行命
令列）と並列実行できない命令であるか否かを判断す
る。後続並列実行重み減少部１３７は当該選択候補命令
が、今回選択されたとしても並列実行されない命令であ
ると判断した場合には、当該選択候補命令以外の選択候
補命令のうちに、当該選択候補命令の先行命令となり当
該選択候補命令と並列実行できる命令と、当該選択候補
命令の後続命令として当該選択候補命令と並列実行でき
る命令とがそれぞれ存在するか否かを調べる。これによ
り後続並列実行重み減少部１３７は、当該選択候補命令
が、今回選択されたとしても並列実行されないが、直後
に選択されると並列実行できる命令であるか否かを判断
する。

【００６７】後続並列実行重み減少部１３７は、上記ス
テップＳ１４により、今回当該選択候補命令を選択して
も並列実行されないが、直後に選択すると並列実行でき
ると判断した場合、重み＃２格納部２３０から当該選択
候補命令の重み＃２を取り出し、予め定められた値、例
えば５だけ、その重み＃２から減少し、その減少後の重
み＃２を重み＃２格納部２３０に再び書き込む（ステッ
プＳ１５）。

【００６８】この後続並列実行重み減少部１３７による
重み減少操作によって、当該選択候補命令の選択が抑制
され、前後に２つの並列実行を作成する可能性をより高
められるようになる。

【００６９】後続並列実行重み減少部１３７によるステ
ップＳ１５の処理が終了すると、次選択命令確認部１３
２に制御が戻る。以後、選択候補命令（既選択命令を除
いて先行命令を持たない未選択命令）がなくなるまで、
上記したステップＳ４〜Ｓ１５（またはＳ１４）が繰り
返される。そして、次選択命令確認部１３２により選択
候補命令が残っていないと判断されると、次命令選択部
１３８が起動される。

【００７０】次命令選択部１３８は、重み＃２格納部２
３０を参照し、各選択候補命令の中で、最も重み＃２
（即ち重み＃１の再評価値）が大きい命令を次命令とし
て選択して、それまでに求められている目的命令列４０
０の最後に加える（ステップＳ１６）。なお、最初に選
択した命令であれば、目的命令列４００の先頭命令とさ
れる。

【００７１】次に次命令選択部１３８は、シミュレーシ
ョン結果格納部２２０の内容を、ステップＳ１６で選択
した命令までのＩＵ、ＦＰＵ別々のパイプラインの状態
に書き換える（ステップＳ１７）。

【００７２】次命令選択部１３８によるステップＳ１７
の処理が終了すると、未選択命令確認部１３１に制御が
戻る。以後、未選択命令がなくなるまで、上記したステ
ップＳ３〜Ｓ１７が繰り返され、未選択命令がなくなっ
たところで、一連の命令列最適化処理が終了する。この
とき求められている目的命令列４００が、対象命令列３
００中の命令を並べ換えて、インタロックを最小化し、
並列実行を最大化するように最適化された目的とする命
令列である。

【００７３】なお、以上に述べた図４乃至図６のフロー
チャートに従う命令列最適化処理において、インタロッ
ク重み減少部１３４の処理（ステップＳ８，Ｓ９）、並
列実行重み増加部１３５の処理（ステップＳ１０，Ｓ１
１）、後続インタロック重み増加部１３６の処理（ステ
ップＳ１２，Ｓ１３）、及び後続並列実行重み減少部１
３７の処理（ステップＳ１４，Ｓ１５）の実行順序は、
本実施例に限るものではなく、どの順番に行われても構
わない。また、インタロック重み減少部１３４、並列実
行重み増加部１３５、後続インタロック重み増加部１３
６及び後続並列実行重み減少部１３７の各処理が並列に
行われるものであっても構わない。

【００７４】次に、以上の命令列最適化処理の適用例に
ついて説明する。まず、以上の命令列最適化処理では、
依存関係グラフから求められる重み（重み＃１）を再評
価した重み（重み＃２）をもとに対象命令列３００から
次命令として順に選択することにより、命令の並び換え
が行われている。

【００７５】次命令の選択は、先行命令のないもの（親
のないもの）から順に行われることを基本としている。
また、既に選択されている先行命令の後に、選択候補命
令を配置したとき、その際のシミュレーション部１３３
のパイプラインシミュレーションの結果から起こると予
想される、並列実行、インタロックサイクル数によって
重み（重み＃２）を更新し、その更新後の重み（重み＃
２）によって、実際の選択命令（次命令）を決めてい
る。本実施例では、並列実行できる場合には、並列実行
重み増加部１３５によって当該選択候補命令の重み＃２
が１０増やされ、インタロックがｎサイクル起こる場合
には、インタロック重み減少部１３４によって当該選択
候補命令の重み（重み＃２）が１０＊ｎ減らされる（Ｉ
Ｕインタロックの場合）。そして、選択候補命令のうち
で、重み（重み＃２）が最大の命令が次命令として選択
される。このような、再評価後の重みに従う命令選択を
行うことで、インタロックを減らし、並列実行を増やす
ような命令列の最適化を行うことができる。

【００７６】さて、図８（ｂ）の例では、最初に選択可
能な命令（先行命令を持たない未選択命令）は（重みが
７の）命令ａと（重みが８の）命令ｂのいずれかで、ま
ず重みの大きいｂが選択される。ｂが選択されると、次
に選択可能な命令は（重みが７の）命令ａと（重みが２
の）命令ｄ（ｄの親であるｂは選択されているため、ｄ
は既選択命令ｂを除いて先行命令を持たない未選択命令
となる）である。もし、命令ａ，ｄがいずれも先に選択
した命令ｂと並列実行できないならば、重みのより大き
いａが選択される。また、ｂとａは並列実行できない
が、ｂとｄは並列実行可能であるならば、ｄの重みが１
０増やされて（１２となるため）、ｄが選択される。

【００７７】本実施例における命令列最適化処理では、
以上を基本としているが、一層の命令列の最適化を図る
ため、既に述べてきたように、更に後続インタロック重
み増加部１３６による重みの再評価、後続並列実行重み
減少部１３７による重みの再評価を行うようにしてい
る。

【００７８】まず、後続インタロック重み増加部１３６
による重みの再評価と、その効果について、図９及び図
１０を参照して説明する。なお、図９（ａ）は、対象命
令列３００が命令ａ〜ｆからなる命令列である場合の、
命令並び換え前の依存関係グラフ例、図９（ｂ）は各命
令ａ〜ｆ間で並列実行が可能か否かを示すテーブル、図
９（ｃ）は後続インタロック重み増加部１３６による重
みの再評価を適用しない場合の命令並び換え後のパイプ
ライン状態、図９（ｄ）は後続インタロック重み増加部
１３６による重みの再評価を適用した場合の命令並び換
え後のパイプライン状態を、それぞれ示す。

【００７９】図１０（ａ）は、対象命令列３００が命令
ａ〜ｈからなる命令列である場合の、命令並び換え前の
依存関係グラフ例、図１０（ｂ）は各命令ａ〜ｈ間で並
列実行が可能か否かを示すテーブル、図１０（ｃ）は後
続インタロック重み増加部１３６による重みの再評価を
適用しない場合の命令並び換え後のパイプライン状態、
図１０（ｄ）は後続インタロック重み増加部１３６によ
る重みの再評価を適用した場合の命令並び換え後のパイ
プライン状態を、それぞれ示す。

【００８０】図９の例では、まずａ，ｂ，ｃの中から、
重みの大きいａが選択される。次に、ｄ，ｂ，ｃのう
ち、ａとｂ、ａとｃが並列実行できるため、ｂ，ｃの重
みは（並列実行重み増加部１３５によって）１０増やさ
れる。この結果、ｄ：５（変化せず）、ｂ：１４、ｃ：
１４となる。これにより、再評価後の重み（重み＃２）
が最大のものはｂとｃとなり、上記基本操作だけであれ
ば、そのどちらかが選択されることになる。

【００８１】しかし、ここで後続インタロック重み増加
部１３６の処理を加えることにより、以下に述べるよう
にｄが選択される。まず後続インタロック重み増加部１
３６では、前記したように、（１）子とのインタロック
サイクル数が３以上の場合、（２）子とのインタロック
サイクル数が２の場合で、且つ未選択命令の中の整数演
算系より浮動小数点演算系の命令数が多い場合のいずれ
かの条件を満たすならば、後に大きなインタロックが起
こると予測し、重み（重み＃２）を１５増やすようにし
ている。

【００８２】図９の例では、ｄ，ｂ，ｃのうちのｄが、
上記（１）の条件を満たす。このため、ｄの重みが後続
インタロック重み増加部１３６によって１５増やされ
る。この結果、ｄ：２０、ｂ：１４、ｃ：１４となり、
ｄが選択される。

【００８３】そして、この後の同様のスケジューリング
によって、図９（ｃ）に示すような後続インタロック重
み増加部１３６による重みの再評価を適用しない場合の
パイプライン状態に対して、図９（ｄ）に示すように、
全体で１サイクル処理時間を短縮できる。

【００８４】次に図１０の例では、まずａ，ｄ，ｅの中
から、重みの大きいａが選択される。次に、ｂ，ｃ，
ｄ，ｅのうち、ａとｄ、ａとｅが並列実行できるため、
ｄ，ｅの重みは（並列実行重み増加部１３５によって）
１０増やされる。この結果、ｂ：７（変化せず）、ｃ：
７（変化せず）、ｄ：１４、ｅ：１４となる。これによ
り、再評価後の重み（重み＃２）が最大のものはｄとｅ
となり、上記基本操作だけであれば、そのどちらかが選
択されることになる。

【００８５】しかし、ここで後続インタロック重み増加
部１３６の処理を加えることにより、以下に述べるよう
にｄが選択される。図１０の例では、ｂ，ｃ，ｄ，ｅの
うちのｂ，ｃが、上記（２）の条件を満たす。このた
め、ｂ，ｃの重みが、後続インタロック重み増加部１３
６によって１５増やされる。この結果、ｂ：２２、ｃ：
２２、ｄ：１４、ｅ：１４となり、ｂまたはｃが選択さ
れる。

【００８６】そして、この後の同様のスケジューリング
によって、図１０（ｃ）に示すような後続インタロック
重み増加部１３６による重みの再評価を適用しない場合
のパイプライン状態に対して、図１０（ｄ）に示すよう
に、全体で２サイクル処理時間を短縮できる。

【００８７】以上の後続インタロック重み増加部１３６
による重みの再評価を適用した命令列最適化処理は、Ｉ
Ｕ及びＦＰＵを持つＣＰＵで処理される命令列を対象と
する命令スケジューリングであれば適用可能であり、ス
ーパスカラ・アーキテクチャを必ずしも前提としない。

【００８８】次に、後続並列実行重み減少部１３７によ
る重みの再評価と、その効果について、図１１を参照し
て説明する。なお、図１１（ａ）は、対象命令列３００
が命令ａ〜ｃを含む命令列である場合の、命令並び換え
前の部分的な依存関係グラフ例、図１１（ｂ）は各命令
ａ〜ｃ間で並列実行が可能か否かを示すテーブル、図１
１（ｃ）は後続並列実行重み減少部１３７による重みの
再評価を適用しない場合の命令並び換え後のパイプライ
ン状態、図１１（ｄ）は後続並列実行重み減少部１３７
による重みの再評価を適用した場合の命令並び換え後の
パイプライン状態を、それぞれ示す。

【００８９】まず、既にスケジューリングされた命令列
が存在し、その命令列と、図１１に示すａ，ｂ，ｃ全て
の命令は、インタロックが起こらず、並列実行もされな
いものとする。この場合、上記基本操作だけであれば、
図１１（ａ）の部分的な依存関係グラフで示される各命
令ａ〜ｃの重みに従い、まずａが選択され、次にｂが選
択されることになる。

【００９０】しかし、ここで後続並列実行重み減少部１
３７の処理を加えることにより、以下に述べるように、
最初にｂが選択され、ａは２番目に選択される。まず後
続並列実行重み減少部１３７では、前記したように、現
在対象となっている選択候補命令を今回選択しても並列
実行されないが、他の選択候補命令が選択された直後に
選択すると並列実行できると判断される場合、その命令
の重み（重み＃２）を５減らすようにしている。

【００９１】図１１の例では、ａ，ｂ，ｃのうちのａ
が、上記（１）の条件を満たす。このため、ａの重みが
後続並列実行重み減少部１３７によって５減らされる。
この結果、ａ：７、ｂ：１０（変化せず）、ｃ：９（変
化せず）となり、まずｂが選択され、ａは２番目に選択
される。すると、並列実行数が増加し、図１１（ｃ）に
示すような後続並列実行重み減少部１３７による重みの
再評価を適用しない場合のパイプライン状態に対して、
図１１（ｄ）に示すように、この部分だけで１サイクル
処理時間を短縮できる。

【００９２】以上の後続並列実行重み減少部１３７によ
る重みの再評価を適用した命令列最適化処理は、パイプ
ライン処理方式による命令の並列実行が可能なプロセッ
サで処理される命令列を対象とする命令スケジューリン
グであれば適用可能であり、本実施例のように、スーパ
スカラ・アーキテクチャ、更にはＩＵ、ＦＰＵをＣＰＵ
内部で別々に持つ機構を必ずしも前提としない。

【００９３】さて、本実施例では、前記したように、Ｉ
ＵとＦＰＵを１つのＣＰＵに内蔵しているＲＩＳＣプロ
セッサのパイプラインの動作を正確に予測するために、
シミュレーション部１３３においてＩＵ、ＦＰＵ別々に
シミュレーションを行うようにしている。また、このシ
ミュレーションによって求められるＦＰＵで起こるパイ
プラインの乱れの情報もスケジューリングに利用するよ
うにしている。この効果について、図１２を参照して説
明する。

【００９４】図１２は、ＦＰＵのｆ２ステージで同時実
行できないアーキテクチャの例で、ａ，ｂ，ｃの３命令
は互いに依存していないものとする。同図（ａ）は、Ｉ
Ｕ、ＦＰＵ別々にシミュレーションを行わず、したがっ
てＦＰＵのパイプライン情報を持っていない場合のパイ
プライン予想を示し、同図（ｂ）は、実際に起こるパイ
プラインの乱れを示す。

【００９５】本実施例では、シミュレーション部１３３
において、ＦＰＵのパイプラインをシミュレーションし
ているため、その図１２（ｂ）のようにパイプラインの
乱れが発生する場合のインタロックを予想することがで
きる。

【００９６】以上のシミュレーション部１３３によるＩ
Ｕ，ＦＰＵ別々のシミュレーションを適用した命令列最
適化処理は、スーパスカラ・アーキテクチャを持たない
機構のように、パイプライン処理方式による並列実行が
可能でないものでも、ＩＵ、ＦＰＵをＣＰＵ内部に搭載
しているプロセッサで処理される命令列を対象とする命
令スケジューリングであれば、インタロックの最小化に
対してのみには、適用可能である。

【００９７】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、整
数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算処理装置（ＦＰ
Ｕ）を持つパイプライン処理方式のプロセッサを搭載し
た計算機を対象とする命令スケジューリングに適用さ
れ、重み付けされた対象命令列から重みの大きい順に命
令を順次選択する命令列最適化処理において、スケジュ
ーリング候補命令（選択候補命令）が次のスケジューリ
ング命令として選択されたものとした場合に、後のスケ
ジューリングで大きなインタロックが起こるか否かを、
当該スケジューリング候補命令とそれに依存している命
令間で起こるインタロックのサイクル数と、対象命令列
に含まれている未選択命令中の整数演算系命令及び浮動
小数点演算系命令の数の比率の情報をもとに予測し、大
きなインタロックが起こると予測できるならば、当該ス
ケジューリング候補命令についての重みを増やして、比
較的早い時期にスケジューリングされるようにしたの
で、後に起きる大きなインタロックを回避でき、対象命
令列で発生するインタロックの最小化を図ることができ
る。

【００９８】また、本発明によれば、パイプライン処理
方式による命令の並列実行が可能なプロセッサを搭載し
た計算機を対象とする命令スケジューリングに適用さ
れ、重み付けされた対象命令列から重みの大きい順に命
令を順次選択する命令列最適化処理において、スケジュ
ーリング候補命令が次のスケジューリング命令として選
択されたとしても並列実行されないが、他のスケジュー
リング候補命令が選択された直後に選択されると並列実
行できる命令であるか否かを判断し、直後に選択される
と並列実行できる命令であるならば、当該スケジューリ
ング候補命令についての重みを減らして、後でスケジュ
ーリングされるようにしたので、対象命令列で発生する
並列実行を最大化することができる。

【００９９】また、本発明によれば、ＩＵとＦＰＵを持
つパイプライン処理方式による命令の並列実行が可能な
プロセッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジュ
ーリングに適用され、重み付けされた対象命令列から重
みの大きい順に命令を順次選択する命令列最適化処理に
おいて、スケジューリング候補命令が次のスケジューリ
ング命令として選択されたものとして、ＩＵ、ＦＰＵ別
々にシミュレーションを行って、既選択命令とインタロ
ックを起こすか、或いは並列実行可能かを判断し、イン
タロックを起こす場合にはインタロックサイクル数を求
め、そのシミュレーション結果に従い、当該スケジュー
リング候補命令が選択されたものとした場合に既選択命
令との間でＩＵまたはＦＵの少なくとも一方の側でイン
タロックを起こすならば、そのインタロックサイクル数
に応じて当該スケジューリング候補命令の重みを減ら
し、既選択命令と並列実行可能ならば、当該スケジュー
リング候補命令の重みを増やして、既選択命令との間で
大きなインタロックを起こす命令は後でスケジューリン
グされ、既選択命令と並列実行可能な命令は比較的早い
時期にスケジューリングされるようしたので、対象命令
列で発生するインタロックを最小化し、並列実行を最大
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の命令列最適化処理方法を適用する命令
列最適化処理装置の一実施例を示す機能ブロック構成
図。

【図２】ＦＰＵを用いる命令のパイプラインを説明する
ための図。

【図３】並列実行を説明するための図。

【図４】同実施例における命令列最適化処理を説明する
ためのフローチャートの一部を示す図。

【図５】同実施例における命令列最適化処理を説明する
ためのフローチャートの他の一部を示す図。

【図６】同実施例における命令列最適化処理を説明する
ためのフローチャートの残りを示す図。

【図７】命令間の依存関係の一例を示す図。

【図８】命令間の依存関係を示す依存関係グラフの一例
を示す図。

【図９】図１中の後続インタロック重み増加部１３６に
よる重みの再評価と、その効果について、子とのインタ
ロックサイクル数が３以上という条件を満たす場合を例
に説明するための図。

【図１０】図１中の後続インタロック重み増加部１３６
による重みの再評価と、その効果について、子とのイン
タロックサイクル数が２の場合で、且つ未選択命令の中
の整数演算系より浮動小数点演算系の命令数が多いとい
う条件を満たす場合を例に説明するための図。

【図１１】図１中の後続並列実行重み減少部１３７によ
る重みの再評価と、その効果について説明するための
図。

【図１２】図１中のシミュレーション部１３３において
ＩＵ、ＦＰＵ別々にシミュレーションを行うことによる
効果を説明するための図。

【符号の説明】

１００…処理部、１１０…依存関係グラフ構築部、１２
０…重み＃１計算部、１３０…重み評価・命令並べ換え
部、１３１…未選択命令確認部、１３２…次選択命令確
認部、１３３…シミュレーション部、１３４…インタロ
ック重み減少部、１３５…並列実行重み増加部、１３６
…後続インタロック重み増加部、１３７…後続並列実行
重み減少部、１３８…次命令選択部、２００…メモリ、
２１０…依存関係グラフデータ・重み＃１格納部（第１
の格納手段）、２２０…シミュレーション結果格納部、
２３０…重み＃２格納部（第２の格納手段）、２４０…
実行状態格納部（第３の格納手段）、３００…対象命令
列、４００…目的命令列。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式のプロ
   セッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジューリ
   ングに適用される命令列最適化処理方法において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する第１の段階と、 前記依存関係グラフ上の各命令について、その命令のデ
   コードサイクルに応じた値をその命令固有の重みとし、
   その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命令があれ
   ば、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
   クル数をもとに、その命令に重みを付ける第２の段階
   と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う第３の段階であって、前記
   依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を除い
   て先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジューリ
   ング候補命令として、そのスケジューリング候補命令の
   中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返す第３の
   段階と、 前記第３の段階で１つの命令を選択する際に、それに先
   行して、その時点における前記各スケジューリング候補
   命令について、当該スケジューリング候補命令が次のス
   ケジューリング命令として選択されたものとした場合
   に、後のスケジューリングで大きなインタロックが起こ
   るか否かを、当該スケジューリング候補命令とそれに依
   存している命令間で起こるインタロックのサイクル数
   と、前記対象命令列に含まれている未選択命令中の整数
   演算系命令及び浮動小数点演算系命令の数の比率の情報
   をもとに予測し、大きなインタロックが起こると予測で
   きるならば、当該スケジューリング候補命令についての
   重みを増やす第４の段階とを具備し、前記第４の段階で
   の重み増加操作により、前記後のスケジューリングで大
   きなインタロックが起こると予測された命令は比較的早
   い時期にスケジューリングされるようにしたことを特徴
   とする命令列最適化処理方法。
2. 【請求項２】 パイプライン処理方式による命令の並列
   実行が可能なプロセッサを搭載した計算機を対象とする
   命令スケジューリングに適用される命令列最適化処理方
   法において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する第１の段階と、 前記依存関係グラフ上の各命令について、その命令のデ
   コードサイクルに応じた値をその命令固有の重みとし、
   その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命令があれ
   ば、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
   クル数をもとに、その命令に重みを付ける第２の段階
   と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う第３の段階であって、前記
   依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を除い
   て先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジューリ
   ング候補命令として、そのスケジューリング候補命令の
   中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返す第３の
   段階と、 前記第３の段階で１つの命令を選択する際に、それに先
   行して、その時点における前記各スケジューリング候補
   命令について、今回、当該スケジューリング候補命令が
   次のスケジューリング命令として選択されたとしても並
   列実行されないが、他のスケジューリング候補命令が選
   択された直後に選択されると並列実行できる命令である
   か否かを判断し、前記直後に選択されると並列実行でき
   る命令であるならば、当該スケジューリング候補命令に
   ついての重みを減らす第４の段階とを具備し、前記第４
   の段階での重み減少操作により、前記直後に選択される
   と並列実行できると判断された命令は後でスケジューリ
   ングされるようにしたことを特徴とする命令列最適化処
   理方法。
3. 【請求項３】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式のプロ
   セッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジューリ
   ングに適用される命令列最適化処理方法において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する第１の段階と、 前記依存関係グラフ上の各命令について、その命令のデ
   コードサイクルに応じた値をその命令固有の重みとし、
   その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命令があれ
   ば、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
   クル数をもとに、その命令に重みを付ける第２の段階
   と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う第３の段階であって、前記
   依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を除い
   て先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジューリ
   ング候補命令として、そのスケジューリング候補命令の
   中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返す第３の
   段階と、 前記第３の段階で１つの命令を選択する際に、それに先
   行して、その時点における前記各スケジューリング候補
   命令について、当該スケジューリング候補命令が次のス
   ケジューリング命令として選択されたものとして、前記
   整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシミュレー
   ションを行い、既選択命令とインタロックを起こすか否
   かを判断し、インタロックを起こす場合にはインタロッ
   クサイクル数を求める第４の段階と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、そのシミュレーシ
   ョン結果に従い、当該スケジューリング候補命令が選択
   されたものとした場合に既選択命令との間で前記整数演
   算装置または浮動小数点演算装置の少なくとも一方の側
   でインタロックを起こすならば、そのインタロックサイ
   クル数に応じて当該スケジューリング候補命令の重みを
   減らす第５の段階とを具備し、前記第５の段階での重み
   減少操作により、既選択命令との間でインタロックを起
   こす命令は後でスケジューリングされるようにしたこと
   を特徴とする命令列最適化処理方法。
4. 【請求項４】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式による
   命令の並列実行が可能なプロセッサを搭載した計算機を
   対象とする命令スケジューリングに適用される命令列最
   適化処理方法において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する第１の段階と、 前記依存関係グラフ上の各命令について、その命令のデ
   コードサイクルに応じた値をその命令固有の重みとし、
   その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命令があれ
   ば、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
   クル数をもとに、その命令に重みを付ける第２の段階
   と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う第３の段階であって、前記
   依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を除い
   て先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジューリ
   ング候補命令として、そのスケジューリング候補命令の
   中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返す第３の
   段階と、 前記第３の段階で１つの命令を選択する際に、それに先
   行して、その時点における前記各スケジューリング候補
   命令について、当該スケジューリング候補命令が次のス
   ケジューリング命令として選択されたものとして、前記
   整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシミュレー
   ションを行い、既選択命令とインタロックを起こすか、
   或いは並列実行可能かを判断し、インタロックを起こす
   場合にはインタロックサイクル数を求める第４の段階
   と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、そのシミュレーシ
   ョン結果に従い、当該スケジューリング候補命令が選択
   されたものとした場合に既選択命令との間で前記整数演
   算装置または浮動小数点演算装置の少なくとも一方の側
   でインタロックを起こすならば、そのインタロックサイ
   クル数に応じて当該スケジューリング候補命令の重みを
   減らす第５の段階と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、そのシミュレーシ
   ョン結果に従い、当該スケジューリング候補命令が選択
   されたものとした場合に既選択命令と並列実行可能なら
   ば、当該スケジューリング候補命令の重みを増やす第６
   の段階とを具備し、前記第５の段階での重み減少操作に
   より、既選択命令との間でインタロックを起こす命令は
   後でスケジューリングされ、前記第６の段階での重み増
   加操作により、既選択命令と並列実行可能な命令は比較
   的早い時期にスケジューリングされるようにしたことを
   特徴とする命令列最適化処理方法。
5. 【請求項５】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式による
   命令の並列実行が可能なプロセッサを搭載した計算機を
   対象とする命令スケジューリングに適用される命令列最
   適化処理方法において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する第１の段階と、 前記依存関係グラフ上の各命令について、その命令のデ
   コードサイクルに応じた値をその命令固有の重みとし、
   その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命令があれ
   ば、その子の重みとその子との間のインタロックのサイ
   クル数をもとに、その命令に重みを付ける第２の段階
   と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う第３の段階であって、前記
   依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を除い
   て先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジューリ
   ング候補命令として、そのスケジューリング候補命令の
   中で重みが最大の命令を選択する動作を繰り返す第３の
   段階と、 前記第３の段階で１つの命令を選択する際に、それに先
   行して、その時点における前記各スケジューリング候補
   命令について、当該スケジューリング候補命令が次のス
   ケジューリング命令として選択されたものとして、前記
   整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシミュレー
   ションを行い、既選択命令とインタロックを起こすか、
   或いは並列実行可能かを判断し、インタロックを起こす
   場合にはインタロックサイクル数を求める第４の段階
   と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、そのシミュレーシ
   ョン結果に従い、当該スケジューリング候補命令が選択
   されたものとした場合に既選択命令との間で前記整数演
   算装置または浮動小数点演算装置の少なくとも一方の側
   でインタロックを起こすならば、そのインタロックサイ
   クル数に応じて当該スケジューリング候補命令の重みを
   減らす第５の段階と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、そのシミュレーシ
   ョン結果に従い、当該スケジューリング候補命令が選択
   されたものとした場合に既選択命令と並列実行可能なら
   ば、当該スケジューリング候補命令の重みを増やす第６
   の段階と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、当該スケジューリ
   ング候補命令が選択されたものとした場合に、後のスケ
   ジューリングで大きなインタロックが起こるか否かを、
   当該スケジューリング候補命令とそれに依存している命
   令間で起こるインタロックのサイクル数と、前記対象命
   令列に含まれている未選択命令中の整数演算系命令及び
   浮動小数点演算系命令の数の比率の情報をもとに予測
   し、大きなインタロックが起こると予測できるならば、
   当該スケジューリング候補命令についての重みを増やす
   第７の段階と、 前記第４の段階で前記各スケジューリング候補命令が次
   のスケジューリング命令として選択されたものとして前
   記シミュレーションが行われる毎に、今回、当該スケジ
   ューリング候補命令が選択されたとしても並列実行され
   ないが、他のスケジューリング候補命令が選択された直
   後に選択されると並列実行できる命令であるか否かを判
   断し、前記直後に選択されると並列実行できる命令であ
   るならば、当該スケジューリング候補命令についての重
   みを減らす第８の段階とを具備し、前記第５の段階での
   重み減少操作により、既選択命令との間でインタロック
   を起こす命令は後でスケジューリングされ、前記第６の
   段階での重み増加操作により、既選択命令と並列実行可
   能な命令は比較的早い時期にスケジューリングされ、前
   記第７の段階での重み増加操作により、前記後のスケジ
   ューリングで大きなインタロックが起こると予測された
   命令は比較的早い時期にスケジューリングされ、前記第
   ８の段階での重み減少操作により、前記直後に選択され
   ると並列実行できると判断された命令は後でスケジュー
   リングされるようにしたことを特徴とする命令列最適化
   処理方法。
6. 【請求項６】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式のプロ
   セッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジューリ
   ングに適用される命令列最適化処理装置において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する依存関係グラフ構築手段と、 前記依存関係グラフ構築手段により作成された依存関係
   グラフのデータが格納される第１の格納手段と、 前記第１の格納手段に格納されている前記依存関係グラ
   フデータの示す前記対象命令列の各命令について、その
   命令のデコードサイクルに応じた値をその命令固有の重
   みとし、その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命
   令があれば、その子の重みとその子との間のインタロッ
   クのサイクル数をもとに、その命令に付ける重みを第１
   の重みとして算出する重み計算手段と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う次命令選択手段であって、
   前記依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を
   除いて先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジュ
   ーリング候補命令として、そのスケジューリング候補命
   令の中で前記第１の重みの再評価値である第２の評価値
   が最大の命令を選択する動作を繰り返す次命令選択手段
   と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際の対
   象となる前記各スケジューリング候補命令についての前
   記重み算出手段によって算出された前記第１の重みが前
   記第２の重みとして格納される第２の格納手段と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際に、
   それに先行して、その時点における前記各スケジューリ
   ング候補命令について、当該スケジューリング候補命令
   が次のスケジューリング命令として選択されたものとし
   た場合に、後のスケジューリングで大きなインタロック
   が起こるか否かを、当該スケジューリング候補命令とそ
   れに依存している命令間で起こるインタロックのサイク
   ル数と、前記対象命令列に含まれている未選択命令中の
   整数演算系命令及び浮動小数点演算系命令の数の比率の
   情報をもとに予測し、大きなインタロックが起こると予
   測できるならば、当該スケジューリング候補命令につい
   ての前記第２の格納手段内の前記第２の重みを増やす後
   続インタロック重み増加手段とを具備することを特徴と
   する命令列最適化処理装置。
7. 【請求項７】 パイプライン処理方式による命令の並列
   実行が可能なプロセッサを搭載した計算機を対象とする
   命令スケジューリングに適用される命令列最適化処理装
   置において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する依存関係グラフ構築手段と、 前記依存関係グラフ構築手段により作成された依存関係
   グラフのデータが格納される第１の格納手段と、 前記第１の格納手段に格納されている前記依存関係グラ
   フデータの示す前記対象命令列の各命令について、その
   命令のデコードサイクルに応じた値をその命令固有の重
   みとし、その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命
   令があれば、その子の重みとその子との間のインタロッ
   クのサイクル数をもとに、その命令に付ける重みを第１
   の重みとして算出する重み計算手段と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う次命令選択手段であって、
   前記依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を
   除いて先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジュ
   ーリング候補命令として、そのスケジューリング候補命
   令の中で前記第１の重みの再評価値である第２の評価値
   が最大の命令を選択する動作を繰り返す次命令選択手段
   と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際の対
   象となる前記各スケジューリング候補命令についての前
   記重み算出手段によって算出された前記第１の重みが前
   記第２の重みとして格納される第２の格納手段と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際に、
   それに先行して、その時点における前記各スケジューリ
   ング候補命令について、今回、当該スケジューリング候
   補命令が次のスケジューリング命令として選択されたと
   しても並列実行されないが、他のスケジューリング候補
   命令が選択された直後に選択されると並列実行できる命
   令であるか否かを判断し、前記直後に選択されると並列
   実行できる命令であるならば、当該スケジューリング候
   補命令についての前記第２の格納手段内の前記第２の重
   みを減らす後続並列実行重み減少手段とを具備すること
   を特徴とする命令列最適化処理装置。
8. 【請求項８】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式のプロ
   セッサを搭載した計算機を対象とする命令スケジューリ
   ングに適用される命令列最適化処理装置において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する依存関係グラフ構築手段と、 前記依存関係グラフ構築手段により作成された依存関係
   グラフのデータが格納される第１の格納手段と、 前記第１の格納手段に格納されている前記依存関係グラ
   フデータの示す前記対象命令列の各命令について、その
   命令のデコードサイクルに応じた値をその命令固有の重
   みとし、その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命
   令があれば、その子の重みとその子との間のインタロッ
   クのサイクル数をもとに、その命令に付ける重みを第１
   の重みとして算出する重み計算手段と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う次命令選択手段であって、
   前記依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を
   除いて先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジュ
   ーリング候補命令として、そのスケジューリング候補命
   令の中で前記第１の重みの再評価値である第２の評価値
   が最大の命令を選択する動作を繰り返す次命令選択手段
   と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際の対
   象となる前記各スケジューリング候補命令についての前
   記重み算出手段によって算出された前記第１の重みが前
   記第２の重みとして格納される第２の格納手段と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際に、
   それに先行して、その時点における前記各スケジューリ
   ング候補命令について、当該スケジューリング候補命令
   が次のスケジューリング命令として選択されたものとし
   て、前記整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシ
   ミュレーションを行い、既選択命令とインタロックを起
   こすか否かを判断し、インタロックを起こす場合にはイ
   ンタロックサイクル数を求めるシミュレーション手段
   と、 前記シミュレーション手段により判断されたインタロッ
   クのサイクル数を格納するための第３の格納手段と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
   ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
   れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に前
   記第３の格納手段を参照し、当該スケジューリング候補
   命令が選択されたものとした場合に既選択命令との間で
   前記整数演算装置または浮動小数点演算装置の少なくと
   も一方の側でインタロックを起こすことが示されている
   ならば、そのインタロックサイクル数に応じて当該スケ
   ジューリング候補命令についての前記第２の格納手段内
   の前記第２の重みを減らすインタロック重み減少手段と
   を具備することを特徴とする命令列最適化処理装置。
9. 【請求項９】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演算
   処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式による
   命令の並列実行が可能なのプロセッサを搭載した計算機
   を対象とする命令スケジューリングに適用される命令列
   最適化処理装置において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
   を作成する依存関係グラフ構築手段と、 前記依存関係グラフ構築手段により作成された依存関係
   グラフのデータが格納される第１の格納手段と、 前記第１の格納手段に格納されている前記依存関係グラ
   フデータの示す前記対象命令列の各命令について、その
   命令のデコードサイクルに応じた値をその命令固有の重
   みとし、その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命
   令があれば、その子の重みとその子との間のインタロッ
   クのサイクル数をもとに、その命令に付ける重みを第１
   の重みとして算出する重み計算手段と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
   のための命令選択動作を行う次命令選択手段であって、
   前記依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を
   除いて先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジュ
   ーリング候補命令として、そのスケジューリング候補命
   令の中で前記第１の重みの再評価値である第２の評価値
   が最大の命令を選択する動作を繰り返す次命令選択手段
   と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際の対
   象となる前記各スケジューリング候補命令についての前
   記重み算出手段によって算出された前記第１の重みが前
   記第２の重みとして格納される第２の格納手段と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際に、
   それに先行して、その時点における前記各スケジューリ
   ング候補命令について、当該スケジューリング候補命令
   が次のスケジューリング命令として選択されたものとし
   て、前記整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシ
   ミュレーションを行い、既選択命令とインタロックを起
   こすか、或いは並列実行可能かを判断し、インタロック
   を起こす場合にはインタロックサイクル数を求めるシミ
   ュレーション手段と、 前記シミュレーション手段により判断されたインタロッ
   クのサイクル数と並列実行の可否の情報を格納するため
   の第３の格納手段と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
   ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
   れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に前
   記第３の格納手段を参照し、当該スケジューリング候補
   命令が選択されたものとした場合に既選択命令との間で
   前記整数演算装置または浮動小数点演算装置の少なくと
   も一方の側でインタロックを起こすことが示されている
   ならば、そのインタロックサイクル数に応じて当該スケ
   ジューリング候補命令についての前記第２の格納手段内
   の前記第２の重みを減らすインタロック重み減少手段
   と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
   ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
   れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に前
   記第３の格納手段を参照し、当該スケジューリング候補
   命令が選択されたものとした場合に既選択命令と並列実
   行可能であることが示されているならば、当該スケジュ
   ーリング候補命令についての前記第２の格納手段内の前
   記第２の重みを増やす並列実行重み増加手段とを具備す
   ることを特徴とする命令列最適化処理装置。
10. 【請求項１０】 整数演算装置（ＩＵ）と浮動小数点演
    算処理装置（ＦＰＵ）を持つパイプライン処理方式によ
    る命令の並列実行が可能なプロセッサを搭載した計算機
    を対象とする命令スケジューリングに適用される命令列
    最適化処理装置において、 対象命令列の各命令間の依存関係を表す依存関係グラフ
    を作成する依存関係グラフ構築手段と、 前記依存関係グラフ構築手段により作成された依存関係
    グラフのデータが格納される第１の格納手段と、 前記第１の格納手段に格納されている前記依存関係グラ
    フデータの示す前記対象命令列の各命令について、その
    命令のデコードサイクルに応じた値をその命令固有の重
    みとし、その固有の重みと、当該グラフ上で子となる命
    令があれば、その子の重みとその子との間のインタロッ
    クのサイクル数をもとに、その命令に付ける重みを第１
    の重みとして算出する重み計算手段と、 前記対象命令列の並び換えによる命令スケジューリング
    のための命令選択動作を行う次命令選択手段であって、
    前記依存関係グラフ上でスケジューリング済みの命令を
    除いて先行命令を持たない全ての未選択命令をスケジュ
    ーリング候補命令として、そのスケジューリング候補命
    令の中で前記第１の重みの再評価値である第２の評価値
    が最大の命令を選択する動作を繰り返す次命令選択手段
    と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際の対
    象となる前記各スケジューリング候補命令についての前
    記重み算出手段によって算出された前記第１の重みが前
    記第２の重みとして格納される第２の格納手段と、 前記次命令選択手段により１つの命令を選択する際に、
    それに先行して、その時点における前記各スケジューリ
    ング候補命令について、当該スケジューリング候補命令
    が次のスケジューリング命令として選択されたものとし
    て、前記整数演算装置及び浮動小数点演算装置別々にシ
    ミュレーションを行い、既選択命令とインタロックを起
    こすか、或いは並列実行可能かを判断し、インタロック
    を起こす場合にはインタロックサイクル数を求めるシミ
    ュレーション手段と、 前記シミュレーション手段により判断されたインタロッ
    クのサイクル数と並列実行の可否の情報を格納するため
    の第３の格納手段と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
    ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
    れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に前
    記第３の格納手段を参照し、当該スケジューリング候補
    命令が選択されたものとした場合に既選択命令との間で
    前記整数演算装置または浮動小数点演算装置の少なくと
    も一方の側でインタロックを起こすことが示されている
    ならば、そのインタロックサイクル数に応じて当該スケ
    ジューリング候補命令についての前記第２の格納手段内
    の前記第２の重みを減らすインタロック重み減少手段
    と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
    ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
    れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に前
    記第３の格納手段を参照し、当該スケジューリング候補
    命令が選択されたものとした場合に既選択命令と並列実
    行可能であることが示されているならば、当該スケジュ
    ーリング候補命令についての前記第２の格納手段内の前
    記第２の重みを増やす並列実行重み増加手段と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
    ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
    れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に、
    当該スケジューリング候補命令が次のスケジューリング
    命令として選択されたものとした場合に、後のスケジュ
    ーリングで大きなインタロックが起こるか否かを、当該
    スケジューリング候補命令とそれに依存している命令間
    で起こるインタロックのサイクル数と、前記対象命令列
    に含まれている未選択命令中の整数演算系命令及び浮動
    小数点演算系命令の数の比率の情報をもとに予測し、大
    きなインタロックが起こると予測できるならば、当該ス
    ケジューリング候補命令についての前記第２の格納手段
    内の前記第２の重みを増やす後続インタロック重み増加
    手段と、 前記シミュレーション手段により、前記各スケジューリ
    ング候補命令が次のスケジューリング命令として選択さ
    れたものとして前記シミュレーションが行われる毎に、
    今回、当該スケジューリング候補命令が次のスケジュー
    リング命令として選択されたとしても並列実行されない
    が、他のスケジューリング候補命令が選択された直後に
    選択されると並列実行できる命令であるか否かを判断
    し、前記直後に選択されると並列実行できる命令である
    ならば、当該スケジューリング候補命令についての前記
    第２の格納手段内の前記第２の重みを減らす後続並列実
    行重み減少手段とを具備することを特徴とする命令列最
    適化処理装置。