JPH0991151A - コンパイル装置及びプロセッサ装置 - Google Patents
コンパイル装置及びプロセッサ装置Info
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- JPH0991151A JPH0991151A JP7247097A JP24709795A JPH0991151A JP H0991151 A JPH0991151 A JP H0991151A JP 7247097 A JP7247097 A JP 7247097A JP 24709795 A JP24709795 A JP 24709795A JP H0991151 A JPH0991151 A JP H0991151A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- register
- instruction
- hardware
- set architecture
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/30—Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
- G06F9/30098—Register arrangements
- G06F9/3012—Organisation of register space, e.g. banked or distributed register file
- G06F9/30138—Extension of register space, e.g. register cache
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- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Executing Machine-Instructions (AREA)
- Devices For Executing Special Programs (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】命令セットアーキテクチャから見えないハード
ウェアレジスタを利用することで、アプリケーションプ
ログラムの中のレジスタの不足によるメモリアクセスを
低減して処理性能を向上する。 【解決手段】レジスタ割り当て時にレジスタファイル１
４に空きレジスタが存在しなかった場合、レジスタ生成
命令実行手段１がレジスタ生成命令（new RADDR) を実
行することにより、命令セットアーキテクチャから見え
ないハードウェアレジスタ１８を割り当てて命令を実行
する。命令アーキテクチャから見えないハードウェアレ
ジスタ１８の使用が済んだ際に、レジスタ削除実行手段
２は、レジスタ削除命令( delete R ADDR)の実行により
ハードウェアレジスタ１８の割当てを解除する。
ウェアレジスタを利用することで、アプリケーションプ
ログラムの中のレジスタの不足によるメモリアクセスを
低減して処理性能を向上する。 【解決手段】レジスタ割り当て時にレジスタファイル１
４に空きレジスタが存在しなかった場合、レジスタ生成
命令実行手段１がレジスタ生成命令（new RADDR) を実
行することにより、命令セットアーキテクチャから見え
ないハードウェアレジスタ１８を割り当てて命令を実行
する。命令アーキテクチャから見えないハードウェアレ
ジスタ１８の使用が済んだ際に、レジスタ削除実行手段
２は、レジスタ削除命令( delete R ADDR)の実行により
ハードウェアレジスタ１８の割当てを解除する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、命令セットアーキ
テクチャから見えないハードウェアレジスタを利用して
命令を実行する命令コードをもつオブジェクトプログラ
ムを作成するコンパイラ装置及びそのオブジェクトプロ
グラムを実行するプロセッサ装置に関する。
テクチャから見えないハードウェアレジスタを利用して
命令を実行する命令コードをもつオブジェクトプログラ
ムを作成するコンパイラ装置及びそのオブジェクトプロ
グラムを実行するプロセッサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プロセッサによる命令の実行でメ
モリのアクセスにかかる時間は、レジスタのアクセスに
かかる時間よりも大きいので、可能な限りメモリアクセ
スを少なくしたほうがプログラムを早く実行できる。そ
こで、コンパイラでオブジェクトプログラムを作成する
際には、メモリアクセスを少なくするため、オブジェク
トプログラムを実行するプロセッサが持つレジスタを可
能な限り有効に使用するコードを出力する。
モリのアクセスにかかる時間は、レジスタのアクセスに
かかる時間よりも大きいので、可能な限りメモリアクセ
スを少なくしたほうがプログラムを早く実行できる。そ
こで、コンパイラでオブジェクトプログラムを作成する
際には、メモリアクセスを少なくするため、オブジェク
トプログラムを実行するプロセッサが持つレジスタを可
能な限り有効に使用するコードを出力する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ある命
令セットアーキテクチャで定義して使用可能なレジスタ
ファイルには限りがあり、レジスタが足りない場合に
は、使用中のレジスタの内容をメモリに退避して空きレ
ジスタを確保しなければならない。このレジスタの内容
をメモリに退避するための命令をスピルコードとよぶ。
令セットアーキテクチャで定義して使用可能なレジスタ
ファイルには限りがあり、レジスタが足りない場合に
は、使用中のレジスタの内容をメモリに退避して空きレ
ジスタを確保しなければならない。このレジスタの内容
をメモリに退避するための命令をスピルコードとよぶ。
【０００４】ところで、レジスタリネーミング機能など
を持つプロセッサは、命令セットアーキテクチャから指
定できるレジスタよりも多くのハードウェアレジスタを
持っており、必ずしも全てが使用されている訳ではな
い。このため命令セットアーキテクチャで定義されてい
ないレジスタに対しても使用可能な拡張機能が実現でき
れば、スピルコードによるメモリアクセスを更に低減し
てプロセッサの性能を向上させることができる。
を持つプロセッサは、命令セットアーキテクチャから指
定できるレジスタよりも多くのハードウェアレジスタを
持っており、必ずしも全てが使用されている訳ではな
い。このため命令セットアーキテクチャで定義されてい
ないレジスタに対しても使用可能な拡張機能が実現でき
れば、スピルコードによるメモリアクセスを更に低減し
てプロセッサの性能を向上させることができる。
【０００５】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、命令セットアーキテクチャから見えないハードウェ
アレジスタを利用することで、アプリケーションプログ
ラムの中のレジスタの不足によるメモリアクセスを低減
して処理性能を向上するようにしたコンパイラ装置及び
プロセッサ装置を提供することを目的とする。
で、命令セットアーキテクチャから見えないハードウェ
アレジスタを利用することで、アプリケーションプログ
ラムの中のレジスタの不足によるメモリアクセスを低減
して処理性能を向上するようにしたコンパイラ装置及び
プロセッサ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。まず本発明は、プロセッサ装置でレジスタ使
用命令を実行した際に、命令セットアーキテクチャで定
義されたレジスタファイル１４の中のレジスタを割り当
てて処理を実行し、レジスタファイル１４に空きがなか
った場合は、使用中のレジスタの内容をメモリ１６に退
避して空き状態とした後に、レジスタを割り当てて処理
を実行する命令コードをもつオブジェクトプログラムを
生成するコンパイル装置を対象とする。
図である。まず本発明は、プロセッサ装置でレジスタ使
用命令を実行した際に、命令セットアーキテクチャで定
義されたレジスタファイル１４の中のレジスタを割り当
てて処理を実行し、レジスタファイル１４に空きがなか
った場合は、使用中のレジスタの内容をメモリ１６に退
避して空き状態とした後に、レジスタを割り当てて処理
を実行する命令コードをもつオブジェクトプログラムを
生成するコンパイル装置を対象とする。
【０００７】このようなコンパイル装置につき本発明に
あっては、レジスタ割り当て時に空きレジスタが存在し
なかった場合、命令セットアーキテクチャから見えない
ハードウェアレジスタ１８を割り当てるレジスタ生成命
令の命令コードを生成するレジスタ生成命令変換手段を
設けたことを特徴とする。このレジスタ生成命令コード
は、更に、命令セットアーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかった
場合、レジスタファイル１４のいずれかのレジスタの内
容をメモリ１６に退避して空き状態とした後にレジスタ
割当てを行う命令機能を含む。
あっては、レジスタ割り当て時に空きレジスタが存在し
なかった場合、命令セットアーキテクチャから見えない
ハードウェアレジスタ１８を割り当てるレジスタ生成命
令の命令コードを生成するレジスタ生成命令変換手段を
設けたことを特徴とする。このレジスタ生成命令コード
は、更に、命令セットアーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかった
場合、レジスタファイル１４のいずれかのレジスタの内
容をメモリ１６に退避して空き状態とした後にレジスタ
割当てを行う命令機能を含む。
【０００８】更に、命令アーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８の使用が済んだ際に、命令セッ
トアーキテクチャから見えないハードウェアレジスタの
割当てを解除するレジスタ削除命令の命令コードを生成
するレジスタ削除命令変換手段を設けたことを特徴とす
る。このレジスタ削除命令コードも、命令セットアーキ
テクチャから見えないハードウェアレジスタ１８に空き
レジスタが存在しなかった場合、前記メモリ１６に退避
して空き状態とレジスタ内容を使用が済んだレジスタに
帰す命令機能を含む。
ードウェアレジスタ１８の使用が済んだ際に、命令セッ
トアーキテクチャから見えないハードウェアレジスタの
割当てを解除するレジスタ削除命令の命令コードを生成
するレジスタ削除命令変換手段を設けたことを特徴とす
る。このレジスタ削除命令コードも、命令セットアーキ
テクチャから見えないハードウェアレジスタ１８に空き
レジスタが存在しなかった場合、前記メモリ１６に退避
して空き状態とレジスタ内容を使用が済んだレジスタに
帰す命令機能を含む。
【０００９】即ち、本発明のコンパイル装置は、プロセ
ッサの命令セットアーキテクチャに次の２つの命令を追
加する。 レジスタ生成命令 new R ADDR；レジスタ番号Ｒのレジ
スタの値を命令セットアーキテクチャから見えない現在
使っていないハードウェアレジスタ１８に退避する命令
である。もし、命令セットアーキテクチャから見えない
ハードウェアレジスタ１８がすべて使用中ならば、レジ
スタ番号Ｒのレジスタの値をメモリ１６の番地（ADDR）
に退避することを意味する。
ッサの命令セットアーキテクチャに次の２つの命令を追
加する。 レジスタ生成命令 new R ADDR；レジスタ番号Ｒのレジ
スタの値を命令セットアーキテクチャから見えない現在
使っていないハードウェアレジスタ１８に退避する命令
である。もし、命令セットアーキテクチャから見えない
ハードウェアレジスタ１８がすべて使用中ならば、レジ
スタ番号Ｒのレジスタの値をメモリ１６の番地（ADDR）
に退避することを意味する。
【００１０】レジスタ削除命令delete R ADDR ；レジス
タ番号Ｒのレジスタに、レジスタ生成命令（new R ADD
R）が使った命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８から値を復帰する命令である。
もし、レジスタ生成命令（new R ADDR）がメモリ１８に
値を退避していれば、メモリ１６の番地(ADDR ）から値
を復帰する。
タ番号Ｒのレジスタに、レジスタ生成命令（new R ADD
R）が使った命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８から値を復帰する命令である。
もし、レジスタ生成命令（new R ADDR）がメモリ１８に
値を退避していれば、メモリ１６の番地(ADDR ）から値
を復帰する。
【００１１】このため本発明のコンパイラによれば、ソ
ースプログラムからオブジェクトとしてのアプリケーシ
ョンプログラムを翻訳生成する際に、レジスタ番号Ｒの
レジスタの値を命令セットアーキテクチャから見えない
現在使っていないハードウェアレジスタ１８に退避する
レジスタ生成命令（new R ADDR）の命令コードと、レジ
スタ番号Ｒのレジスタに、レジスタ生成命令（new R AD
DR）が使った命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８から値を復帰するレジスタ削除
命令（delete R ADDR ）の命令コードを、アプリケーシ
ョンプログラムの中に生成する。
ースプログラムからオブジェクトとしてのアプリケーシ
ョンプログラムを翻訳生成する際に、レジスタ番号Ｒの
レジスタの値を命令セットアーキテクチャから見えない
現在使っていないハードウェアレジスタ１８に退避する
レジスタ生成命令（new R ADDR）の命令コードと、レジ
スタ番号Ｒのレジスタに、レジスタ生成命令（new R AD
DR）が使った命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８から値を復帰するレジスタ削除
命令（delete R ADDR ）の命令コードを、アプリケーシ
ョンプログラムの中に生成する。
【００１２】また本発明は、コンパイラ装置で作成され
たレジスタ生成命令（new R ADDR）の命令コードとレジ
スタ削除命令（delete R ADDR ）の命令コードを含むオ
ブジェクトプログラムを実行するプロセッサ装置を提供
するものである。即ち、本発明は、オブジェクトプログ
ラムのレジスタ使用命令を実行した際に、命令セットア
ーキテクチャで定義されたレジスタファイル１４の中の
レジスタを割り当てて処理を実行し、レジスタファイル
１４に空きがなかった場合は、使用中のレジスタの内容
をメモリ１６に退避して空き状態とした後に該レジスタ
を割り当てて処理を実行するプロセッサ装置を対象とす
る。
たレジスタ生成命令（new R ADDR）の命令コードとレジ
スタ削除命令（delete R ADDR ）の命令コードを含むオ
ブジェクトプログラムを実行するプロセッサ装置を提供
するものである。即ち、本発明は、オブジェクトプログ
ラムのレジスタ使用命令を実行した際に、命令セットア
ーキテクチャで定義されたレジスタファイル１４の中の
レジスタを割り当てて処理を実行し、レジスタファイル
１４に空きがなかった場合は、使用中のレジスタの内容
をメモリ１６に退避して空き状態とした後に該レジスタ
を割り当てて処理を実行するプロセッサ装置を対象とす
る。
【００１３】このようなプロセッサ装置につき本発明に
あっては、命令セットアーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８を割り当てるレジスタ生成命令
（newR ADDR）を有し、レジスタ割り当て時にレジスタ
ファイル１４に空きレジスタが存在しなかった場合、レ
ジスタ生成命令（new R ADDR) を実行することにより、
命令セットアーキテクチャから見えないハードウェアレ
ジスタ１８を割り当てて命令を実行するレジスタ生成命
令実行手段１を設けたことを特徴とする。
あっては、命令セットアーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８を割り当てるレジスタ生成命令
（newR ADDR）を有し、レジスタ割り当て時にレジスタ
ファイル１４に空きレジスタが存在しなかった場合、レ
ジスタ生成命令（new R ADDR) を実行することにより、
命令セットアーキテクチャから見えないハードウェアレ
ジスタ１８を割り当てて命令を実行するレジスタ生成命
令実行手段１を設けたことを特徴とする。
【００１４】ここでレジスタ生成命令(new R ADDR)は、
更に、命令セットアーキテクチャから見えないハードウ
ェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかった場
合、レジスタ内容をメモリ１６に退避して空き状態とし
た後にレジスタ割当てを行う命令をもつ。更に、命令セ
ットアーキテクチャから見えないハードウェアレジスタ
１８の割当てを解除する新規レジスタ削除命令( delete
R ADDR)を有し、命令アーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８の使用が済んだ際に、レジスタ削
除命令( delete R ADDR)の実行によりハードウェアレジ
スタ１８の割当てを解除するレジスタ削除実行手段２を
設ける。また命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかっ
た場合、レジスタ削除実行手段２は、レジスタ削除命令
( delete R ADDR)の実行により、メモリ１６に退避した
レジスタの内容を、使用が済んだレジスタに帰す。
更に、命令セットアーキテクチャから見えないハードウ
ェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかった場
合、レジスタ内容をメモリ１６に退避して空き状態とし
た後にレジスタ割当てを行う命令をもつ。更に、命令セ
ットアーキテクチャから見えないハードウェアレジスタ
１８の割当てを解除する新規レジスタ削除命令( delete
R ADDR)を有し、命令アーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタ１８の使用が済んだ際に、レジスタ削
除命令( delete R ADDR)の実行によりハードウェアレジ
スタ１８の割当てを解除するレジスタ削除実行手段２を
設ける。また命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタ１８に空きレジスタが存在しなかっ
た場合、レジスタ削除実行手段２は、レジスタ削除命令
( delete R ADDR)の実行により、メモリ１６に退避した
レジスタの内容を、使用が済んだレジスタに帰す。
【００１５】このように、コンパイラによるレジスタ割
り当て時に、ハードウェアレジスタに割り当てることが
できない仮想レジスタをレジスタ生成命令（new R ADD
R）によってレジスタＲに割り当てることにより、メモ
リアクセス命令を減らすことができる。またレジスタR
の元の値が必要になったならば、レジスタ削除命令（de
lete R ADDR ）でレジスタ生成命令(new) の実行前のレ
ジスタR の値を復帰することができる。
り当て時に、ハードウェアレジスタに割り当てることが
できない仮想レジスタをレジスタ生成命令（new R ADD
R）によってレジスタＲに割り当てることにより、メモ
リアクセス命令を減らすことができる。またレジスタR
の元の値が必要になったならば、レジスタ削除命令（de
lete R ADDR ）でレジスタ生成命令(new) の実行前のレ
ジスタR の値を復帰することができる。
【００１６】この結果、命令セットアーキテクチャから
見えないハードウェアレジスタを利用することで、メモ
リへのアクセス回数を減らし、プログラムの実行時間を
短縮することができる。
見えないハードウェアレジスタを利用することで、メモ
リへのアクセス回数を減らし、プログラムの実行時間を
短縮することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図２は本発明のコンパイル装置で
変換されたオブジェクトプログラムを実行するプロセッ
サ装置の命令実行機能のブロック図である。図２におい
て、プロセッサの命令実行部はデコーダ１０とレジスタ
アドレス変換器１２で構成される。デコーダ１０はコン
パイルされたオブジェクトプログラム、即ちアプリケー
ションプログラムの命令列のコードを順次解読してお
り、解読結果から得られたレジスタ番号をレジスタアド
レス変換器１２に通知する。レジスタアドレス変換器１
２に対しては、実行中の命令セットアーキテクチャで定
義されたレジスタファイル１４が設けられている。また
命令セットアーキテクチャから見えないレジスタとして
ハードウェアレジスタ１８が設けられる。さらにレジス
タアドレス変換器１２は主記憶１６にアクセス可能であ
り、レジスタファイル１４あるいはハードウェアレジス
タ１８に空きがないときにその内容を主記憶１６に退避
して使用可能としている。
変換されたオブジェクトプログラムを実行するプロセッ
サ装置の命令実行機能のブロック図である。図２におい
て、プロセッサの命令実行部はデコーダ１０とレジスタ
アドレス変換器１２で構成される。デコーダ１０はコン
パイルされたオブジェクトプログラム、即ちアプリケー
ションプログラムの命令列のコードを順次解読してお
り、解読結果から得られたレジスタ番号をレジスタアド
レス変換器１２に通知する。レジスタアドレス変換器１
２に対しては、実行中の命令セットアーキテクチャで定
義されたレジスタファイル１４が設けられている。また
命令セットアーキテクチャから見えないレジスタとして
ハードウェアレジスタ１８が設けられる。さらにレジス
タアドレス変換器１２は主記憶１６にアクセス可能であ
り、レジスタファイル１４あるいはハードウェアレジス
タ１８に空きがないときにその内容を主記憶１６に退避
して使用可能としている。
【００１８】このレジスタアドレス変換器１２は、図１
の原理説明図に示した本発明で新たに定義したレジスタ
生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」のレジスタ生成命令
実行手段と、ジスタ削除命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」
のレジスタ削除命令実行手段としての機能を備える。ま
ず図２の実施例における従来のレジスタ使用命令のコン
パイルを説明する。図３は従来のコンパイラによりコン
パイルされたレジスタ使用命令の命令列の一例である。
ここでＨＲはハードウェアレジスタを示し、ＰＲ０は仮
想レジスタを表わす。
の原理説明図に示した本発明で新たに定義したレジスタ
生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」のレジスタ生成命令
実行手段と、ジスタ削除命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」
のレジスタ削除命令実行手段としての機能を備える。ま
ず図２の実施例における従来のレジスタ使用命令のコン
パイルを説明する。図３は従来のコンパイラによりコン
パイルされたレジスタ使用命令の命令列の一例である。
ここでＨＲはハードウェアレジスタを示し、ＰＲ０は仮
想レジスタを表わす。
【００１９】図３において、命令（ａ）はハードウェア
レジスタＨＲ１の内容とハードウェアレジスタＨＲ２の
内容を加算し、加算結果を仮想レジスタＰＲ０に格納す
る命令であり、仮想レジスタＰＲ０に対してはハードウ
ェアレジスタの割付けが行われる。同様に、命令（ｂ）
は仮想レジスタＰＲ０の内容からハードウェアレジスタ
ＨＲ４の内容を引いた結果をハードウェアレジスタＨＲ
５に格納する命令である。
レジスタＨＲ１の内容とハードウェアレジスタＨＲ２の
内容を加算し、加算結果を仮想レジスタＰＲ０に格納す
る命令であり、仮想レジスタＰＲ０に対してはハードウ
ェアレジスタの割付けが行われる。同様に、命令（ｂ）
は仮想レジスタＰＲ０の内容からハードウェアレジスタ
ＨＲ４の内容を引いた結果をハードウェアレジスタＨＲ
５に格納する命令である。
【００２０】しかしながら、命令（ａ）の実行で仮想レ
ジスタＰＲ０にレジスタファイル１４のハードウェアレ
ジスタを割り当てようとしたが、命令（ａ）と命令
（ｂ）の間で空いているハードウェアレジスタが存在し
なかったとする。このような場合、従来のコンパイラに
あっては、図４のように、まずレジスタファイル１４の
中のあるハードウェアレジスタＨＲ０の値を主記憶１６
のメモリ番地Ａ０に退避するメモリアクセス命令（１）
を作成し、レジスタファイル１４の中のハードウェアレ
ジスタＨＲ０を一時的に使えるようにする。ここでハー
ドウェアレジスタＨＲ０は、図３の命令（ａ）と命令
（ｂ）の間では参照されないものと仮定する。
ジスタＰＲ０にレジスタファイル１４のハードウェアレ
ジスタを割り当てようとしたが、命令（ａ）と命令
（ｂ）の間で空いているハードウェアレジスタが存在し
なかったとする。このような場合、従来のコンパイラに
あっては、図４のように、まずレジスタファイル１４の
中のあるハードウェアレジスタＨＲ０の値を主記憶１６
のメモリ番地Ａ０に退避するメモリアクセス命令（１）
を作成し、レジスタファイル１４の中のハードウェアレ
ジスタＨＲ０を一時的に使えるようにする。ここでハー
ドウェアレジスタＨＲ０は、図３の命令（ａ）と命令
（ｂ）の間では参照されないものと仮定する。
【００２１】このようにして使用可能なハードウェアレ
ジスタを確保したならば、仮想レジスタＰＲ０を確保し
たハードウェアレジスタＨＲ０に変換した命令（ａ１）
と命令（ｂ１）を生成する。そして最後に、元のハード
ウェアレジスタＨＲ０の値を主記憶１６のメモリ番地Ａ
０から復帰する命令（２）を生成する。 このように従
来のレジスタファイル１４に空きレジスタがなかった場
合の命令の実行は、主記憶に対するレジスタ内容の退避
と復旧を伴うことから、処理に時間がかかっている。
ジスタを確保したならば、仮想レジスタＰＲ０を確保し
たハードウェアレジスタＨＲ０に変換した命令（ａ１）
と命令（ｂ１）を生成する。そして最後に、元のハード
ウェアレジスタＨＲ０の値を主記憶１６のメモリ番地Ａ
０から復帰する命令（２）を生成する。 このように従
来のレジスタファイル１４に空きレジスタがなかった場
合の命令の実行は、主記憶に対するレジスタ内容の退避
と復旧を伴うことから、処理に時間がかかっている。
【００２２】この図４の命令列を本発明でコンパイルす
ると、図５のような命令列のコードが生成できる。まず
本発明にあっては、レジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ Ａ
ＤＤＲ」とレジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤ
ＤＲ」が準備される。レジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ
ＡＤＤＲ」は、レジスタ番号Ｒのレジスタの値を命令セ
ットアーキテクチャから見えない現在使っていないハー
ドウェアレジスタＳＲに退避する命令であり、もし命令
セットアーキテクチャから見えないハードウェアレジス
タがすべて使用中ならば、レジスタ番号Ｒのレジスタの
値をメモリ番地ＡＤＤＲに退避することを意味する。
ると、図５のような命令列のコードが生成できる。まず
本発明にあっては、レジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ Ａ
ＤＤＲ」とレジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤ
ＤＲ」が準備される。レジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ
ＡＤＤＲ」は、レジスタ番号Ｒのレジスタの値を命令セ
ットアーキテクチャから見えない現在使っていないハー
ドウェアレジスタＳＲに退避する命令であり、もし命令
セットアーキテクチャから見えないハードウェアレジス
タがすべて使用中ならば、レジスタ番号Ｒのレジスタの
値をメモリ番地ＡＤＤＲに退避することを意味する。
【００２３】またレジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ
ＡＤＤＲ」は、レジスタ番号Ｒのレジスタにレジスタ
生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」が使った命令セット
アーキテクチャから見えないハードウェアレジスタＳＲ
からの値を復帰する命令である。もしレジスタ生成命令
「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」が主記憶１６に値を退避して
いれば、メモリ番地ＡＤＤＲから値を復帰する。
ＡＤＤＲ」は、レジスタ番号Ｒのレジスタにレジスタ
生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」が使った命令セット
アーキテクチャから見えないハードウェアレジスタＳＲ
からの値を復帰する命令である。もしレジスタ生成命令
「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」が主記憶１６に値を退避して
いれば、メモリ番地ＡＤＤＲから値を復帰する。
【００２４】図５の本発明の命令列について具体的に説
明すると次のようになる。本発明のコンパイラは、図３
の命令（ａ）と命令（ｂ）の間でレジスタファイル１４
のレジスタに空きがなかった場合には、命令セットアー
キテクチャから見えないレジスタ１８であるハードウェ
アレジスタの中から命令（ａ）と命令（ｂ）の間で参照
されないハードウェアレジスタを探す。
明すると次のようになる。本発明のコンパイラは、図３
の命令（ａ）と命令（ｂ）の間でレジスタファイル１４
のレジスタに空きがなかった場合には、命令セットアー
キテクチャから見えないレジスタ１８であるハードウェ
アレジスタの中から命令（ａ）と命令（ｂ）の間で参照
されないハードウェアレジスタを探す。
【００２５】図５にあっては、このハードウェアレジス
タとしてハードウェアレジスタＨＲ９を探し出してい
る。そして、このハードウェアレジスタＨＲ９につい
て、レジスタ生成命令（１）を生成することにより、命
令セットアーキテクチャからは見えないハードウェアレ
ジスタＨＲ９を一時的に使用可能とする。そして、命令
（ａ２）で仮想レジスタＰＲ０をハードウェアレジスタ
ＨＲ９に割り当てて実行し、更に命令（ｂ２）の実行が
済むとレジスタ削除命令（２）を生成し、ハードウェア
レジスタＨＲ９で元の値を参照できるようにする。
タとしてハードウェアレジスタＨＲ９を探し出してい
る。そして、このハードウェアレジスタＨＲ９につい
て、レジスタ生成命令（１）を生成することにより、命
令セットアーキテクチャからは見えないハードウェアレ
ジスタＨＲ９を一時的に使用可能とする。そして、命令
（ａ２）で仮想レジスタＰＲ０をハードウェアレジスタ
ＨＲ９に割り当てて実行し、更に命令（ｂ２）の実行が
済むとレジスタ削除命令（２）を生成し、ハードウェア
レジスタＨＲ９で元の値を参照できるようにする。
【００２６】図６は本発明のコンパイル装置により作成
されたレジスタ生成命令「ｎｅｗＲ ＡＤＤＲ」とレジ
スタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」を含むオ
ブジェクトプログラムを図２のプロセッサ装置で実行す
るときのレジスタアドレス変換器１２のアルゴリズムを
示す。まずレジスタアドレス変換器１２の状態ＳＴＡＴ
Ｅ［Ｒ］は、現在のレジスタファイル１４の使用状況を
表わす配列である。このレジスタファイル使用状態ＳＴ
ＡＴＥ［Ｒ］が０ならば、レジスタＲは普通に使われて
いる。レジスタファイル使用状況ＳＴＡＴＥ［Ｒ］が１
ならば、レジスタＲは一時的に命令セットアーキテクチ
ャから見えないレジスタ１８を示している。
されたレジスタ生成命令「ｎｅｗＲ ＡＤＤＲ」とレジ
スタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」を含むオ
ブジェクトプログラムを図２のプロセッサ装置で実行す
るときのレジスタアドレス変換器１２のアルゴリズムを
示す。まずレジスタアドレス変換器１２の状態ＳＴＡＴ
Ｅ［Ｒ］は、現在のレジスタファイル１４の使用状況を
表わす配列である。このレジスタファイル使用状態ＳＴ
ＡＴＥ［Ｒ］が０ならば、レジスタＲは普通に使われて
いる。レジスタファイル使用状況ＳＴＡＴＥ［Ｒ］が１
ならば、レジスタＲは一時的に命令セットアーキテクチ
ャから見えないレジスタ１８を示している。
【００２７】レジスタファイル使用状況ＳＴＡＴＥ
［Ｒ］が２ならば、レジスタＲのために一時的に命名セ
ットアーキテクチャから見えないレジスタ１８を使おう
としたが、空いているレジスタがなかったので、レジス
タＲの値を主記憶１６のメモリ番地「ＡＤＤＲ」に退避
してレジスタＲを使えるようにしていることを表わす。
まず図６のステップＳ１にあっては、レコーダ１０から
の入力により命令コードｏｐ、レジスタ番号Ｒ、必要な
らば主記憶１６に値を退避するためのメモリアドレスＡ
ＤＤＲを獲得する。続いてステップＳ２で、命令コード
ｏｐが本発明のレジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤ
Ｒ」か否かチェックする。命令コードが本発明のレジス
タ生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」であればステップ
Ｓ３に進み、ハードウェアレジスタＳＲセット即ちレジ
スタ１８の中に使用していないものがあるか否かチェッ
クする。
［Ｒ］が２ならば、レジスタＲのために一時的に命名セ
ットアーキテクチャから見えないレジスタ１８を使おう
としたが、空いているレジスタがなかったので、レジス
タＲの値を主記憶１６のメモリ番地「ＡＤＤＲ」に退避
してレジスタＲを使えるようにしていることを表わす。
まず図６のステップＳ１にあっては、レコーダ１０から
の入力により命令コードｏｐ、レジスタ番号Ｒ、必要な
らば主記憶１６に値を退避するためのメモリアドレスＡ
ＤＤＲを獲得する。続いてステップＳ２で、命令コード
ｏｐが本発明のレジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤ
Ｒ」か否かチェックする。命令コードが本発明のレジス
タ生成命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」であればステップ
Ｓ３に進み、ハードウェアレジスタＳＲセット即ちレジ
スタ１８の中に使用していないものがあるか否かチェッ
クする。
【００２８】使用していないものがあればステップＳ４
に進み、レジスタＲに使用していないハードウェアレジ
スタＳＲセットの中の１つを割り当て、レジスタファイ
ル使用状態ＳＴＡＴ［Ｒ］を１にセットする。ステップ
Ｓ３でハードウェアレジスタＳＲセットに空きがなけれ
ば、主記憶１６のメモリ番地「ＡＤＤＲ」にハードウェ
アレジスタＳＲセットの中の使用中の１つの値を退避す
る。
に進み、レジスタＲに使用していないハードウェアレジ
スタＳＲセットの中の１つを割り当て、レジスタファイ
ル使用状態ＳＴＡＴ［Ｒ］を１にセットする。ステップ
Ｓ３でハードウェアレジスタＳＲセットに空きがなけれ
ば、主記憶１６のメモリ番地「ＡＤＤＲ」にハードウェ
アレジスタＳＲセットの中の使用中の１つの値を退避す
る。
【００２９】このようなレジスタ生成命令「ｎｅｗ Ｒ
ＡＤＤＲ」の実行後に、ステップＳ１でデコーダ１０
より本発明のレジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ Ａ
ＤＤＲ」を受けると、ステップＳ２でオペコードを判別
し、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ６の処理に
あっては、オペコードｏｐが本発明のレジスタ削除命令
「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」でなかった場合には、
ステップＳ７でレジスタファイル状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］
が１か否かチェックする。
ＡＤＤＲ」の実行後に、ステップＳ１でデコーダ１０
より本発明のレジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ Ａ
ＤＤＲ」を受けると、ステップＳ２でオペコードを判別
し、ステップＳ６の処理に進む。ステップＳ６の処理に
あっては、オペコードｏｐが本発明のレジスタ削除命令
「ｄｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」でなかった場合には、
ステップＳ７でレジスタファイル状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］
が１か否かチェックする。
【００３０】１でなければ、命令セットアーキテクチャ
から見えないハードウェアレジスタＳＲセットを使用し
ていないことから、ステップＳ８でレジスタファイル１
４のレジスタ番号Ｒのアドレスを返す。ステップＳ７で
１であった場合には、命令セットアーキテクチャから見
えないハードウェアレジスタＳＲセットを使用している
ことから、そのレジスタＲに割り当てられたレジスタの
アドレスを返す。このステップＳ７，Ｓ８は、図５にお
ける命令（ａ２）あるいは命令（ｂ２）の実行に対応す
る。
から見えないハードウェアレジスタＳＲセットを使用し
ていないことから、ステップＳ８でレジスタファイル１
４のレジスタ番号Ｒのアドレスを返す。ステップＳ７で
１であった場合には、命令セットアーキテクチャから見
えないハードウェアレジスタＳＲセットを使用している
ことから、そのレジスタＲに割り当てられたレジスタの
アドレスを返す。このステップＳ７，Ｓ８は、図５にお
ける命令（ａ２）あるいは命令（ｂ２）の実行に対応す
る。
【００３１】ステップＳ６でオペコードから本発明のレ
ジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ ＲＡＤＤＲ」を判別し
た場合には、ステップＳ１０に進み、レジスタファイル
状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］が２か否かチェックする。２でな
ければ、ステップＳ４でレジスタＲにハードウェアレジ
スタＳＲセットの使用していないものを割り当てている
場合であることから、ステップＳ１２で、レジスタＲに
割り当てられたハードウェアレジスタＳＲセットの中の
レジスタを開放する。そしてステップＳ１３で、レジス
タファイル状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］を０に戻す。
ジスタ削除命令「ｄｅｌｅｔｅ ＲＡＤＤＲ」を判別し
た場合には、ステップＳ１０に進み、レジスタファイル
状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］が２か否かチェックする。２でな
ければ、ステップＳ４でレジスタＲにハードウェアレジ
スタＳＲセットの使用していないものを割り当てている
場合であることから、ステップＳ１２で、レジスタＲに
割り当てられたハードウェアレジスタＳＲセットの中の
レジスタを開放する。そしてステップＳ１３で、レジス
タファイル状態ＳＴＡＴＥ［Ｒ］を０に戻す。
【００３２】一方、ステップＳ１０で２であった場合に
は、ステップＳ５で主記憶１６のメモリ番地ＡＤＤＲに
レジスタＲの値を退避した場合であることから、この値
をレジスタＲに復帰し、ステップＳ３で０として処理を
終了する。このように本発明にあっては、命令セットア
ーキテクチャで指定するレジスタファイル１４にレジス
タ空きがない場合には、命令セットアーキテクチャで見
えないハードウェアレジスタ１８の中から空いているレ
ジスタを一時的に割り当てて使用することで、主記憶１
６に対するメモリアクセスを不要にしてプログラムの実
行時間を短縮できる。
は、ステップＳ５で主記憶１６のメモリ番地ＡＤＤＲに
レジスタＲの値を退避した場合であることから、この値
をレジスタＲに復帰し、ステップＳ３で０として処理を
終了する。このように本発明にあっては、命令セットア
ーキテクチャで指定するレジスタファイル１４にレジス
タ空きがない場合には、命令セットアーキテクチャで見
えないハードウェアレジスタ１８の中から空いているレ
ジスタを一時的に割り当てて使用することで、主記憶１
６に対するメモリアクセスを不要にしてプログラムの実
行時間を短縮できる。
【００３３】また命令セットアーキテクチャで見えない
ハードウェアレジスタ１８に空きがなければ、従来と同
様、レジスタファイル１４の中のレジスタの値を主記憶
１６に退避して使用可能とする処理となり、この結果、
もし命令セットアーキテクチャで見えないハードウェア
レジスタが全て使用中であっても、本発明のメモリ生成
命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」とレジスタ削除命令「ｄ
ｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」が通常のメモリアクセス命
令となって正しく実行することができる。
ハードウェアレジスタ１８に空きがなければ、従来と同
様、レジスタファイル１４の中のレジスタの値を主記憶
１６に退避して使用可能とする処理となり、この結果、
もし命令セットアーキテクチャで見えないハードウェア
レジスタが全て使用中であっても、本発明のメモリ生成
命令「ｎｅｗ Ｒ ＡＤＤＲ」とレジスタ削除命令「ｄ
ｅｌｅｔｅ Ｒ ＡＤＤＲ」が通常のメモリアクセス命
令となって正しく実行することができる。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、命令セットアーキテクチャで指定しているハードウ
ェアレジスタに空きがないときに、命令セットアーキテ
クチャから見えないハードウェアレジスタを利用するこ
とで、命令アクセス回数を減らし、プログラムの実行時
間を短縮することができる。
ば、命令セットアーキテクチャで指定しているハードウ
ェアレジスタに空きがないときに、命令セットアーキテ
クチャから見えないハードウェアレジスタを利用するこ
とで、命令アクセス回数を減らし、プログラムの実行時
間を短縮することができる。
【図１】本発明の原理説明図
【図２】本発明のプロセッサ装置のブロック図
【図３】レジスタ使用を伴なう命令列の一例の説明図
【図４】図３の命令列を従来のコンパイラで変換した命
令列の説明図
令列の説明図
【図５】図３の命令列を本発明のコンパイラで変換した
命令列の説明図
命令列の説明図
【図６】図２のレジスタアドレス変換器による処理のフ
ローチャート
ローチャート
【符号の説明】 １：レジスタ生成命令実行手段 ２：レジスタ削除命令実行手段 １０：デコーダ １２：レジスタアドレス変換器 １４：レジスタファイル １６：主記憶（メモリ） １６：ハードウェアレジスタ（命令セットアーキテクチ
ャから見えないレジスタＳＲ）
ャから見えないレジスタＳＲ）
Claims (8)
- 【請求項１】プロセッサ装置でレジスタ使用命令を実行
した際に、命令セットアーキテクチャで定義されたレジ
スタファイルの中のレジスタを割り当てて処理を実行
し、前記レジスタファイルに空きがなかった場合は、使
用中のレジスタの内容をメモリに退避して空き状態とし
た後に該レジスタを割り当てて処理を実行する命令コー
ドをもつオブジェクトプログラムを生成するコンパイル
装置に於いて、 前記レジスタ割り当て時に空きレジスタが存在しなかっ
た場合、前記命令セットアーキテクチャから見えないハ
ードウェアレジスタを割り当てるレジスタ生成命令の命
令コードを生成するレジスタ生成命令変換手段を設けた
ことを特徴とするコンパイル装置。 - 【請求項２】請求項１記載のコンパイル装置に於いて、
前記レジスタ生成命令コードは、更に、前記命令セット
アーキテクチャから見えないハードウェアレジスタに空
きレジスタが存在しなかった場合、前記レジスタファイ
ルの使用中のいずれかのレジスタの内容を前記メモリに
退避して空き状態とした後にレジスタ割当てを行う命令
機能を含むことを特徴とするコンパイル装置。 - 【請求項３】請求項１記載のコンパイル装置に於いて、
更に、前記命令アーキテクチャから見えないハードウェ
アレジスタの使用が済んだ際に、前記命令セットアーキ
テクチャから見えないハードウェアレジスタの割当てを
解除するレジスタ削除命令の命令コードを生成するレジ
スタ削除命令変換手段を設けたことを特徴とするコンパ
イル装置。 - 【請求項４】請求項３記載のコンパイル装置に於いて、
前記レジスタ削除命令コードは、更に、命令セットアー
キテクチャから見えないハードウェアレジスタに空きレ
ジスタが存在しなかった場合、前記メモリ１６に退避し
て空き状態とレジスタ内容を使用が済んだレジスタに帰
す命令機能を含むことを特徴とするコンパイル装置。 - 【請求項５】レジスタ使用命令を実行した際に、命令セ
ットアーキテクチャで定義されたレジスタファイルの中
のレジスタを割り当てて処理を実行し、前記レジスタフ
ァイルに空きレジスタがなかった場合は、使用中のレジ
スタの内容をメモリに退避して空き状態とした後に該レ
ジスタを割り当てて処理を実行するプロセッサ装置に於
いて、 前記命令セットアーキテクチャから見えないハードウェ
アレジスタを割り当てるレジスタ生成命令を有し、前記
レジスタ割り当て時に空きレジスタが存在しなかった場
合、前記レジスタ割当て命令を実行することにより前記
命令セットアーキテクチャから見えないハードウェアレ
ジスタを割り当てて命令を実行するレジスタ生成命令実
行手段を設けたことを特徴とするプロセッサ装置。 - 【請求項６】請求項５記載のプロセッサ装置に於いて、
前記レジスタ生成命令は、更に、前記命令セットアーキ
テクチャから見えないハードウェアレジスタに空きレジ
スタが存在しなかった場合、前記レジスタファイルの使
用中のいずれかのレジスタの内容を前記メモリに退避し
て空き状態とした後にレジスタ割当てを行う命令実行機
能を含むことを特徴とするプロセッサ装置。 - 【請求項７】請求項１記載のプロセッサ装置に於いて、
更に、前記命令セットアーキテクチャから見えないハー
ドウェアレジスタの割当てを解除するレジスタ削除命令
を有し、前記命令アーキテクチャから見えないハードウ
ェアレジスタの使用が済んだ際に、前記新規レジスタ削
除命令の実行により前記ハードウェアレジスタの割当て
を解除するレジスタ削除実行手段を設けたことを特徴と
するプロセッサ装置。 - 【請求項８】請求項７記載のプロセッサ装置に於いて、
前記レジスタ削除命令コードは、更に、命令セットアー
キテクチャから見えないハードウェアレジスタに空きレ
ジスタが存在しなかった場合、前記メモリに退避して空
き状態とレジスタ内容を、使用が済んだレジスタに帰す
命令実行機能を含むことを特徴とするコンパイル装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7247097A JPH0991151A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | コンパイル装置及びプロセッサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7247097A JPH0991151A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | コンパイル装置及びプロセッサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0991151A true JPH0991151A (ja) | 1997-04-04 |
Family
ID=17158392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7247097A Withdrawn JPH0991151A (ja) | 1995-09-26 | 1995-09-26 | コンパイル装置及びプロセッサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0991151A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009187120A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Fujitsu Ltd | プロセッサ、レジスタアクセス方法およびレジスタアクセスプログラム |
| CN102566973A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-11 | 上海大学 | 多核异构系统指令存储单元的动态分配方法 |
-
1995
- 1995-09-26 JP JP7247097A patent/JPH0991151A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009187120A (ja) * | 2008-02-04 | 2009-08-20 | Fujitsu Ltd | プロセッサ、レジスタアクセス方法およびレジスタアクセスプログラム |
| CN102566973A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-11 | 上海大学 | 多核异构系统指令存储单元的动态分配方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021203 |