JPH1195995A - データフロー解析装置、データフロー解析方法及びそのためのコンピュータプログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ある手続きの中で別の手続きの呼び出しがあ
るプログラムのデータフロー解析を正確に、かつ迅速に
行うことができるデータフロー解析装置を提供する。 【解決手段】 関数の中で別の関数の呼び出しがある場
合には、呼び出される関数の簡略化したフローグラフ
を、呼び出す方の関数のフローグラフの中に含めるよう
にする。そして、その際、呼び出される関数のフローグ
ラフを「ｃａｌｌ」、「ｅｎｔｒｙ」、「ｅｘｉｔ」、
「ｃｏｎｄ」、「ｒｅｔｕｒｎ」という五つのノードで
表し、かつ、そのフローを、「ｃａｌｌ」ノードから
「ｅｎｔｒｙ」ノードへ、「ｅｎｔｒｙ」ノードから
「ｅｘｉｔ」ノード及び「ｃｏｎｄ」ノードへ、「ｃｏ
ｎｄ」ノードから「ｅｘｉｔ」ノードへ、「ｅｘｉｔ」
ノードから「ｒｅｔｕｒｎ」ノードへ、というようにエ
ッジを張る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ある手続きの中か
ら別の手続きの呼び出しがあるコンピュータのソースプ
ログラムについてデータフロー解析を行うデータフロー
解析装置、データフロー解析方法、及びそのためのコン
ピュータプログラムとして記録した記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】まず、コンピュータプログラムのデータ
フロー解析について、簡単に説明する。尚、本明細書で
例示するソースプログラム（以下単に「プログラム」と
いう）は、すべてＣ言語で記述されたものであり、ま
た、参照を容易とするために、各行の左端に行番号を付
す。プログラムにおいて、「文Ｓ２が変数ｖに関して文
Ｓ１にデータ依存する」とは、 （１）文Ｓ１において、変数ｖが定義されていること （２）文Ｓ２において、変数ｖが使用されること （３）文Ｓ１から文Ｓ２への実行可能なパスで、変数ｖ
を再定義しないものが存在すること という三つの条件を満足することをいう。

【０００３】例えば、図５に示したＣ言語のプログラム
例において、６行目でｊに０が代入されている。すなわ
ち、６行目においてｊが「定義」されている。このｊに
ついては、１１行目において１を加えるという操作が行
われる。すなわち、１１行目では、ｊの値を調べて、そ
の値に１を加えた値が代入しなおされている。このよう
な場合に、ｊは「使用」されるという。また、９行目に
おいてｉが定義され、ｉに０が代入されているが、同じ
く、１４行目においてもｉが定義され、−１が代入され
ている。そして、このｉの値は、１６行目において使用
されている。

【０００４】このように、「定義」と「使用」の流れを
追跡してゆくことをデータフロー解析といい、このデー
タフロー解析を利用してデータに与える影響の有無を調
べてゆくことを「影響解析」という。実際にデータのデ
ータフロー解析をコンピュータ上で行うためには、図６
に示すような定義／使用情報をまとめたテーブルを作成
する。図６のテーブルは、図５のプログラムに基づいて
作成したものであり、「ｄｅｆ」は定義を表し、「ｒｅ
ｆ」は使用を表す。例えば、ｄｅｆ〔２〕＝｛ｎ｝とあ
るのは、２行目において、ｎが「定義」されていること
を示しており、ｒｅｆ〔２〕＝φとあるのは、２行目に
おいて「使用」される変数がないことを示している（φ
は空集合を示す）。６行目についてみると、ｄｅｆ
〔６〕＝｛ｊ｝とあり、実際に図５のプログラムに対応
してｊが「定義」されている。一方、６行目には「使
用」はないので、ｒｅｆ〔６〕＝φとなっている。ま
た、１１行目についてみると、ｊについて「定義」も
「使用」もあるので、ｄｅｆ〔１１〕＝｛ｊ｝、ｒｅｆ
〔１１〕＝｛ｊ｝となっている。このように、データフ
ロー解析では、ソースプログラムの中の「定義」と「使
用」に関する情報を抽出し、その変数がどこで定義さ
れ、どこで使用されているかを調べる。

【０００５】尚、図５のようなプログラム例の場合に
は、そのソースプログラムから簡単に定義／使用情報を
抽出することができるが、ソースプログラムが複雑な場
合、特に、ある手続き（関数）の中から別の手続き（関
数）を呼び出すような場合には、まず、ソースプログラ
ムに基づいてフローグラフを作成するのが一般的であ
る。このように、ある手続き（関数）の中から別の手続
き（関数）を呼び出すような場合におけるデータフロー
解析を、特に「手続き間データフロー解析」という。

【０００６】次に、手続き間データフロー解析について
説明する。上で説明した図５のプログラムは、単一の手
続き（関数）だけで終わっている。これに対して、図７
に例示したプログラムは、３行目にあるようにｆという
名前の関数と、１１行目にあるようにｇという名前の関
数が含まれている。このように複数の関数が含まれるプ
ログラムでは、ある関数から他の関数を呼び出して使用
するということが起こる。ある関数から他の関数を呼び
出すと、呼び出された関数の中で色々な計算が行われて
何らかの結果が得られ、その結果を用いて元の関数の中
で色々な計算が行われるという複雑な処理が行われる。
したがって、手続き間データフロー解析において、図６
のような「定義」と「使用」のテーブルを作成するとき
には、関数同士の関係をよく吟味する必要がある。

【０００７】図８は、図７のプログラムに基づいて作成
されたフローグラフである。同図のフローグラフのう
ち、左側（ａ）の部分（ノード１００〜ノード１０５）
は関数ｆに関する部分であり、右側（ｂ）の部分（ノー
ド１１０〜ノード１１８）は関数ｇに関する部分であ
る。そして、関数の呼び出し関係を点線の矢印で示して
ある。図８のフローグラフにおいて、「ｅｎｔｒｙ」と
いうノード１００及び１１０は、フローグラフの入口で
あることを示し、「ｅｘｉｔ」というノード１０５及び
１１８は、フローグラフの出口であることを示してい
る。それ以外の各ノードは、図７に示したそれぞれの関
数の実行可能な文に対応している。

【０００８】ノード１１２，１１３，１１５は、図７の
プログラムの１４行目のｆｏｒ文に対応するもので、そ
の内容は、まず、ｉに０を代入し、ｉが１０よりも小さ
い間は、｛ ｝の中身（１５行目）を実行し、ｉが１０
になったときは、その次の１７行目に移行するというも
のである。したがって、ｉ＜１０である間は、図８のノ
ード１１３からノード１１５までが繰り返され、ｉ＝１
０となったときは、ノード１１６からノード１１８が実
行される。プログラムの１７行目（ノード１１６）は、
プログラムの１行目で宣言したｇ＿ｃｔｒという変数に
１を加えるという処理である。そして、プログラムの１
８行目（ノード１１７）でｍの値が返され、ノード１１
８でこの処理を抜けるという処理が行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、関数ｆにつ
いてデータフロー解析を行おうとした場合、プログラム
の６行目（ノード１０２）において関数ｆの中で関数ｇ
が呼び出されている。このとき、この関数ｇをどのよう
に取り扱うかが問題となる。一般的に行われている方法
は、関数ｆの解析を行っている途中で別の関数ｇが呼び
出されたときは、その段階で関数ｇの解析結果を利用す
るようにしている。

【００１０】しかしながら、ある関数の中で、別の関数
が呼び出される場合、呼び出される関数の解析結果のう
ち、呼び出す関数の解析に必要な情報はある一部分であ
り、関数が呼び出されるたびにそれを調べるのでは、処
理が複雑となり、それを実行するためのアルゴリズムも
複雑になり、情報量も増え、処理に時間もかかる。本発
明は、上記事情に基づいてなされたものであり、ある手
続きの中で別の手続きの呼び出しがあるプログラムのデ
ータフロー解析を正確に、かつ迅速に行うことができる
データフロー解析装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のデータフロー解析装置は、読み込んだソ
ースプログラムに対して構文解析を行う構文解析手段
と、前記構文解析の結果に基づいてフローグラフを生成
するフローグラフ生成手段と、前記フローグラフに基づ
いて変数の定義及び使用に関する情報を生成する定義／
使用情報生成手段と、前記変数の定義及び使用に関する
情報に基づいてどの定義とどの使用が結びつくかという
定義と使用の連鎖に関する情報を生成する定義−使用連
鎖生成手段とを有するデータフロー解析装置において、
前記フローグラフ生成手段は、ある手続きが他の手続き
を呼び出しているときに、少なくとも、呼び出される手
続きの中で使用される外部に有効な変数があったときに
その情報を対応させてセットする第１のノードと、呼び
出される手続きの中で確実に定義される外部に有効な変
数があるときにその情報を対応させてセットする第２の
ノードと、呼び出される手続きの中で定義される可能性
のある外部に有効な変数があるときにその情報を対応さ
せてセットする第３のノードに分け、前記第１のノード
から前記第２及び第３のノードへ、前記第３のノードか
ら前記第２のノードへ、それぞれエッジを張った呼び出
される手続きについてのフローグラフを生成し、これを
呼び出した方の手続きのフローグラフ中に組み込んだフ
ローグラフを生成し、前記定義／使用情報生成手段は、
前記フローグラフの各ノードにセットされた情報に基づ
いて定義と使用に分けた定義／使用情報を生成すること
を特徴とする。

【００１２】前記フローグラフ生成手段は、ある手続き
呼び出し文において呼び出した手続きについて、更に、
呼び出される手続きの実引数中に代入文があったときに
その情報を対応させてセットする第４のノードと、手続
き呼び出し文中の呼び出される関数とは無関係の変数の
定義又は使用の情報を対応させてセットする第５のノー
ドを用い、前記第４のノードから前記第１のノードへ、
前記第２のノードから前記第５のノードへ、それぞれエ
ッジを張ったフローグラフを生成するものとしてもよ
い。

【００１３】本発明のデータフロー解析方法は、読み込
んだソースプログラムに対して構文解析を行う構文解析
行程と、前記構文解析の結果に基づいてフローグラフを
生成するフローグラフ生成行程と、前記フローグラフに
基づいて変数の定義及び使用に関する情報を生成する定
義／使用情報生成行程と、前記変数の定義及び使用に関
する情報に基づいてどの定義とどの使用が結びつくかと
いう定義と使用の連鎖に関する情報を生成する定義−使
用連鎖生成行程とを有するデータフロー解析方法におい
て、前記フローグラフ生成行程は、ある手続きが他の手
続きを呼び出しているときに、少なくとも、呼び出され
る手続きの中で使用される外部に有効な変数があったと
きにその情報を対応させてセットする第１のノードと、
呼び出される手続きの中で確実に定義される外部に有効
な変数があるときにその情報を対応させてセットする第
２のノードと、呼び出される手続きの中で定義される可
能性のある外部に有効な変数があるときにその情報を対
応させてセットする第３のノードに分け、前記第１のノ
ードから前記第２及び第３のノードへ、前記第３のノー
ドから前記第２のノードへ、それぞれエッジを張った呼
び出される手続きについてのフローグラフを生成し、こ
れを呼び出した方の手続きのフローグラフ中に組み込ん
だフローグラフを生成し、前記定義／使用情報生成行程
は、前記フローグラフの各ノードにセットされた情報に
基づいて定義と使用に分けた定義／使用情報を生成する
ことを特徴とする。

【００１４】前記データフロー解析方法において、前記
フローグラフ生成行程は、ある手続き呼び出し文におい
て呼び出した手続きについて、更に、呼び出される手続
きの実引数中に代入文があったときにその情報を対応さ
せてセットする第４のノードと、手続き呼び出し文中の
呼び出される関数とは無関係の変数の定義又は使用の情
報を対応させてセットする第５のノードを用い、前記第
４のノードから前記第１のノードへ、前記第２のノード
から前記第５のノードへ、それぞれエッジを張ったフロ
ーグラフを生成するものとしてもよい。

【００１５】本発明のデータフロー解析のためのコンピ
ュータプログラムを記録した記録媒体は、読み込んだソ
ースプログラムに対して構文解析を行う構文解析機能
と、前記構文解析の結果に基づいてフローグラフを生成
するフローグラフ生成機能と、前記フローグラフに基づ
いて変数の定義及び使用に関する情報を生成する定義／
使用情報生成機能と、前記変数の定義及び使用に関する
情報に基づいてどの定義とどの使用が結びつくかという
定義と使用の連鎖に関する情報を生成する定義−使用連
鎖生成機能とを含むデータフロー解析機能をコンピュー
タに実行させるプログラムを記録した機械読み取り可能
な記録媒体において、前記フローグラフ生成機能は、あ
る手続きが他の手続きを呼び出しているときに、少なく
とも、呼び出される手続きの中で使用される外部に有効
な変数があったときにその情報を対応させてセットする
第１のノードと、呼び出される手続きの中で確実に定義
される外部に有効な変数があるときにその情報を対応さ
せてセットする第２のノードと、呼び出される手続きの
中で定義される可能性のある外部に有効な変数があると
きにその情報を対応させてセットする第３のノードに分
け、前記第１のノードから前記第２及び第３のノード
へ、前記第３のノードから前記第２のノードへ、それぞ
れエッジを張った呼び出される手続きについてのフロー
グラフを生成し、これを呼び出した方の手続きのフロー
グラフ中に組み込んだフローグラフを生成し、前記定義
／使用情報生成機能は、前記フローグラフの各ノードに
セットされた情報に基づいて定義と使用に分けた定義／
使用情報を生成するようにコンピュータを動作させるこ
とを特徴とする。

【００１６】前記コンピュータプログラムを記録した記
録媒体において、前記フローグラフ生成機能は、ある手
続き呼び出し文において呼び出した手続きについて、更
に、呼び出される手続きの実引数中に代入文があったと
きにその情報を対応させてセットする第４のノードと、
手続き呼び出し文中の呼び出される関数とは無関係の変
数の定義又は使用の情報を対応させてセットする第５の
ノードを用い、前記第４のノードから前記第１のノード
へ、前記第２のノードから前記第５のノードへ、それぞ
れエッジを張ったフローグラフを生成するものとしても
よい。

【００１７】本発明は、上記のように、ある手続きの中
で別の手続きの呼び出しがあった場合に、当該呼び出さ
れた手続きの中で使用される変数があったときにその情
報を対応させてセットする第１のノードと、呼び出した
手続きの中で確実に定義される変数があるときにその情
報を対応させてセットする第２のノードと、呼び出した
手続きの中で定義される可能性のある変数があるときに
その情報を対応させてセットする第３のノードに分け、
前記第１のノードから第２及び第３のノードへ、前記第
２のノードから第３のノードへ、それぞれエッジを張っ
たフローグラフを生成することにより、生成されるフロ
ーグラフの構造が簡単になり、したがって、データフロ
ー解析において行う処理も簡単化される。しかも、各ノ
ードとして上記のようなものを用いることにより、呼び
出された手続きの中の変数の定義、使用に関する情報を
すべて各ノードに対応させることができ、正確なデータ
フロー解析を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。ここで、図１は、本発明
の一実施形態のデータフロー解析装置の機能ブロック
図、図２は、図１のデータフロー解析装置の機能を説明
するのに用いるＣ言語によるソースプログラム（以下、
「プログラム」という）の一例を示す図、図３は、本実
施形態のフローグラフ生成部により生成されたフローグ
ラフの一例を示す図、図４は、本実施形態の定義／使用
情報生成部により生成された定義／使用情報テーブルの
一例を示す図である。

【００１９】図１に示すように、本実施形態のデータフ
ロー解析装置は、読み込んだＣ言語のプログラムについ
て構文解析を実行する構文解析部１０と、構文解析の結
果に基づいてフローグラフを生成するフローグラフ生成
部１１と、生成されたフローグラフに基づいてどこで変
数が「定義」され、どこで「使用」されているかという
情報を生成する定義／使用情報生成部１２と、定義／使
用情報生成部１２によって生成された定義や使用につい
ての情報に基づいて、どこの部分の定義とどこの部分の
使用が結びつくか等に関する「定義と使用の連鎖」に関
する情報を生成する定義−使用連鎖生成部１３からな
る。

【００２０】尚、本実施形態のデータフロー解析装置
は、上記の各機能を果たすコンピュータプログラムをコ
ンピュータ上で動作させることによって実現されるソフ
トフェアとして供給される。図１のデータフロー解析装
置によって定義と使用の連鎖が生成されると、その結果
に基づいて、コンピュータソフトウェアとして供給され
る入出力解析ツール２０によって、手続きの入出力に関
する情報を抽出する入出力解析を行うことができ、ま
た、同じくコンピュータソフトウェアとして供給される
影響解析ツール２１によって、変数がプログラムのどの
部分から影響を受けているかを調べる影響解析を行うこ
とができる。

【００２１】本実施形態のデータフロー解析装置は、図
１に示す各機能のうち、特に、フローグラフ生成部１１
と定義／使用情報生成部１２が、従来と異なる特徴を有
している。そこで、以下では、主としてフローグラフ生
成部１１と定義／使用情報生成部１２の部分について、
図２に示したＣ言語のプログラム例に基づいて説明す
る。尚、図２では、説明の都合上、各行の左端に行番号
が付してある。

【００２２】図２に示したプログラムが読み込まれる
と、まず、構文解析部１０により、構文解析が行われ
る。この構文解析部１０の機能は、一般的なコンパイラ
が行う標準的な構文解析と同様のものである。図３は、
図２に示したプログラムについて、フローグラフ生成部
１１によって生成されたフローグラフのうち、関数ｆに
関する部分を示したものである。また、図４のテーブル
は、図３に示した各ノードについての「定義（ｄｅ
ｆ）」と「使用（ｒｅｆ）」としてどのうようなものが
あるかという情報（「定義／使用情報」という）をまと
めたテーブルである。

【００２３】図２のプログラム例において、関数ｆにつ
いて注目する。図２に示したプログラム例を見ると、変
数として、１行目のｇ１及び２行目のｇ２という大域変
数が宣言され、関数として、４行目の関数ｆと１３行目
の関数ｇが含まれている。また、５行目における関数ｆ
の中のｉｆ文において、ｊが０より大きいかどうかを判
断する分岐があり、５行目の条件に合致する方の分岐で
は、６行目において関数ｇ（ｉ＋ｊ）が実行される。ま
た、５行目の条件に合致しない方の分岐（ｅｌｓｅ以
下）では、８行目において、ｇ（ｉ）が実行される。す
なわち、いずれの場合も、関数ｆの中で、関数ｇの呼び
出しが行われている。

【００２４】図３において、ノード１の「ｅｎｔｒｙ」
ノードは、図２のプログラムの４行目に対応する。この
４行目では、変数ｉとｊが定義されている。したがっ
て、ノード１についての「定義／使用情報」は、 ｄｅｆ〔１〕＝｛ｉ，ｊ｝， ｒｅｆ〔１〕＝φ となる。尚、ここで、「φ」は対応するものがない、す
なわち空集合であることを表す。また、ｄｅｆ及びｒｅ
ｆのあとの括弧〔 〕内の数字は、図３のフローグラフ
の各ノードのノード番号を指している。

【００２５】次に、図３のノード２は、図２のプログラ
ムの５行目の条件文（ｉｆ文）に対応する。この５行目
では、変数の定義は行われていないが、変数ｊが使用さ
れている。したがって、ノード２についての「定義／使
用情報」は、 ｄｅｆ〔２〕＝φ， ｒｅｆ〔２〕＝｛ｊ｝ となる。ノード２の分岐では、ｙｅｓとｎｏの二つの場
合に分かれている。すなわち、左側の分岐は、図２のプ
ログラム６行目のｇ（ｉ＋ｊ）についてのものであり、
右側の分岐は、同プログラム８行目のｇ（ｉ）について
のものである。

【００２６】本実施形態のフローグラフ生成部１１の特
徴は、関数の中で別の関数の呼び出しがある場合に、呼
び出される関数（ここでは関数ｇ）のフローグラフを、
呼び出す方の関数（ここでは関数ｆ）のフローグラフの
中に含めるようにしていることである。その際、呼び出
される関数のフローグラフを「ｃａｌｌ」、「ｅｎｔｒ
ｙ」、「ｅｘｉｔ」、「ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ」、
「ｒｅｔｕｒｎ」という五つのノードで表し（以下で
は、「ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ」については「ｃｏｎ
ｄ」と略記する。図３でも同様。）、かつ、そのフロー
を、図３に示すように「ｃａｌｌ」ノードから「ｅｎｔ
ｒｙ」ノードへ、「ｅｎｔｒｙ」ノードから「ｅｘｉ
ｔ」ノード及び「ｃｏｎｄ」ノードへ、「ｃｏｎｄ」ノ
ードから「ｅｘｉｔ」ノードへ、「ｅｘｉｔ」ノードか
ら「ｒｅｔｕｒｎ」ノードへ、というようにエッジを張
る。これらの点が、従来のフローグラフ生成部と異って
いる。

【００２７】図３に示した５つのノード「ｃａｌｌ」
（ノード３とノード８）、「ｅｎｔｒｙ」（ノード４と
ノード９）、「ｅｘｉｔ」（ノード５とノード１０）、
「ｃｏｎｄ」（ノード６とノード１１）、および「ｒｅ
ｔｕｒｎ」（ノード７とノード１２）は、本発明におい
て導入されたものである。まず、ノード３及びノード８
の「ｃａｌｌ」ノードには、呼び出された関数の実引数
中に代入文があったときに、その情報を対応させてセッ
トする。例えば、呼び出された関数の実引数中に、「ｋ
＝０」というような、変数ｋに対して０を代入するよう
な文があれば、その場合にこのノードにセットされる情
報は、「ｄｅｆ〔ｃａｌｌ〕＝｛ｋ｝」となる。しかし
ながら、図２のプログラムの関数ｇには、これに該当す
るような文が含まれておらず、したがって、「ｃａｌ
ｌ」ノードには「定義」も「使用」もない。その結果、
ノード３及びノード８についての「定義／使用情報」
は、それぞれ、 ｄｅｆ〔３〕＝φ， ｒｅｆ〔３〕＝φ ｄｅｆ〔８〕＝φ， ｒｅｆ〔８〕＝φ となる。

【００２８】尚、この「ｃａｌｌ」ノードは、呼び出さ
れた関数の中に引数の代入文がないことが予め分かって
いれば、必ずしも用意しておく必要はない。次に、ノー
ド４及びノード９の「ｅｎｔｒｙ」ノードには、呼び出
した関数の中で使用される外部に有効な変数があったと
きに、その情報を対応させてセットする。図２に示した
プログラムでは、関数ｆから呼び出している関数はｇで
あるから、ｇの中で使用される変数であるｉとｊの情報
をこれらのノードに対応させる。この場合、プログラム
の１３行目において、関数ｇは、「ｇ（ｉｎｔ ｎ）」
という形で現れる。関数ｇが、関数ｆの中で呼び出され
る場合には、このｎの部分に、「ｉ＋ｊ」又は「ｉ」の
値が入ってくる。すなわち、プログラム５行目のｉｆ文
において、ｊ＞０に該当する場合はｉ＋ｊという値が、
ｊ＞０に該当しない場合はｉという値がｎの部分に入
る。そして、このｎは、１４行目のｉｆ文で使用されて
いる。その結果、ｉ及びｊは、関数ｇの中で使用される
ことになる。また、関数ｇが呼び出されると、１５行目
において、大域変数ｇ１が使用されることになる。した
がって、ノード４及びノード９についての「定義／使用
情報」は、それぞれ、 ｄｅｆ〔４〕＝φ， ｒｅｆ〔４〕＝｛ｉ，ｊ，ｇ１｝ ｄｅｆ

〔９〕＝φ， ｒｅｆ

〔９〕＝｛ｊ，ｇ１｝ となる。

【００２９】次に、ノード５及びノード１０の「ｅｘｉ
ｔ」ノードには、呼び出した関数の中で確実に定義され
る外部に有効な変数があるときに、その情報を対応させ
てセットする。また、ノード６及びノード１１の「ｃｏ
ｎｄ」というノードには、ある条件を満たすときに定義
される変数、すなわち、確実に定義される変数ではない
が、定義される可能性のある変数があるときに、その情
報を対応させてセットする。

【００３０】例えば、今、関数ｆから呼び出される関数
ｇを見ると（図２のプログラムの１３行目から１８行目
参照）、変数ｇ１及び変数ｇ２という二つの大域変数が
定義されている。このうち変数ｇ２は、ｎ＞０という一
定の条件を満たす場合にだけ定義され、それ以外の場合
には定義されない。これに対して、変数ｇ１は、プログ
ラム１７行目において確実に定義される。したがって、
ノード５及びノード１０の「ｅｘｉｔ」ノードにはｇ１
に関する情報のみを対応させてセットし、ノード６及び
ノード１１の「ｃｏｎｄ」ノードには、変数ｇ２に関す
る情報のみを対応させてセットする。したがって、これ
らのノードについての「定義／使用情報」は、それぞ
れ、 ｄｅｆ〔５〕＝｛ｇ１｝， ｒｅｆ〔５〕＝φ ｄｅｆ〔６〕＝｛ｇ２｝， ｒｅｆ〔６〕＝φ ｄｅｆ〔１０〕＝｛ｇ１｝， ｒｅｆ〔１０〕＝φ ｄｅｆ〔１１〕＝｛ｇ２｝， ｒｅｆ〔１１〕＝φ となる。

【００３１】次に、ノード７及びノード１２の「ｒｅｔ
ｕｒｎ」ノードには、関数呼び出し以外の項目、すなわ
ち、その関数から呼び出される関数とは関係のない変数
の「定義」や「使用」に関する情報を対応させてセット
する。図２のプログラム例では、関数ｆの中には、関数
ｇの呼び出し以外に変数の「定義」や「使用」は含まれ
ていない。したがって、ノード７及びノード１２につい
ての「定義／使用情報」は、それぞれ、 ｄｅｆ〔７〕＝φ， ｒｅｆ〔７〕＝φ ｄｅｆ〔１２〕＝φ， ｒｅｆ〔１２〕＝φ となる。

【００３２】図２のプログラム例の関数ｆのように、手
続き呼び出し文が、呼び出された別の関数のみから構成
されている場合には、その関数についてのフローグラフ
を生成する場合にノード７、ノード１２の「ｒｅｔｕｒ
ｎ」ノードは必須ではない。次に、ノード１３は、図２
のプログラム例１０行目のｒｅｔｕｒｎ文に対応する。
プログラムの１０行目では、変数ｇ１＋ｇ２が返されて
いるので、変数の使用はあるが、変数の定義はない。し
たがって、ノード１３についての「定義／使用情報」
は、 ｄｅｆ〔１３〕＝φ， ｒｅｆ〔１３〕＝｛ｇ１，ｇ２｝ となる。

【００３３】図４は、図２のプログラムについて、図３
のようなフローグラフを生成し、それぞれのノードにつ
いて、上で説明した各ノードの「定義／使用情報」をま
とめたテーブルである。図３のフローグラフにおいて、
ノード１３の「ｒｅｔｕｒｎ ｇ１＋ｇ２」というノー
ドは、図２に示すプログラムの１０行目に対応する。図
３のフローグラフを外から見たときに、ノード１３を見
ると、実際にｇ１とｇ２という変数が使用されている
が、これらの変数がどこで定義されたのかを知ろとした
ときに、上の説明から明らかなように、ｇ１とｇ２は、
「ｅｘｉｔ」というノードか「ｃｏｎｄ」というノード
のいずれかで定義されていることが分かる。したがっ
て、逆にノード１３から、ｇ１或いはｇ２の方へ辿って
行って、定義されている場所が何処であるかを知ること
ができる。

【００３４】このようにすると、その変数が定義された
場所を正確に調べることができる。また、関数ｆを解析
するときに呼び出された関数ｇの中身をすべて解析する
というものではないので、必要な情報量も少なくて済
み、データフロー解析の処理が容易となり、その処理を
実行するためのアルゴリズムも簡単になる。また、図２
のプログラムから分かるように、関数ｆから関数ｇを呼
び出す場所は２か所あり、６行目では引数として「ｉ＋
ｊ」を使い８行目では引数として「ｉ」を使っている。
このように、引数が異なると、一般には呼び出される手
続き中で使用される外部に有効な変数も異なってくる。
同じ関数ｇが呼び出されるからといっても、そこに現れ
る情報はすべて同じというのではなく、引数が異なれば
内部の処理も異なるので、それらを分けて考える必要が
ある。したがって、データフロー解析を正確に行おうと
すれば、このような場合には、引数ごとに情報を切り分
ける必要がある。そこで、本実施形態のように、それぞ
れに対して、それぞれについて「ｃａｌｌ」、「ｅｎｔ
ｒｙ」、「ｅｘｉｔ」、「ｃｏｎｄ」、「ｒｅｔｕｒ
ｎ」という五つのノードを対応させ、情報を適切に切り
分けることによって、情報をなるべく少なくし、かつ正
確な解析を行うことができる。

【００３５】実際に、テーブル情報を生成する場合に
は、あらかじめ関数の呼び出し関係を解析しておき、そ
れに基づいて解析する順番を決める。図２のプログラム
の場合は、最初に関数ｇの解析を行ってから関数ｆの解
析を行う。つまり、関数ｇに関して、関数ｇが呼び出さ
れる場合に、使用される外部に有効な変数の情報、確実
に定義される外部に有効な変数の情報、定義される可能
性のある外部に有効な変数の情報を取り出しておき、そ
れに基づいて関数ｆのテーブル情報を生成する。

【００３６】フローグラフ生成部１１によって図３に示
すようなフローグラフを生成し、これに基づいて定義／
使用情報生成部１２によって図４のような定義／使用情
報テーブルをセットし、これに基づいて既存の定義−使
用連鎖生成部１３が行うデータフロー解析は、図８のよ
うなフローグラフを作成し、それに対応する定義／使用
情報テーブルをセットした後にデータフロー解析を行う
方法に比べて、その処理の内容及びその処理をコンピュ
ータで実行する場合のアルゴリズムが簡単化される。な
ぜならば、図８の場合には、関数ｆから関数ｇが呼び出
されるたびに、関数ｇの内容すべて解析することが必要
となり、その分、情報量が多くなるからである。尚、フ
ローグラフを生成し、これに基づいて定義／使用情報テ
ーブルをセットしたあとのデータフロー解析の処理につ
いては、Ａ．Ｖ．Ａｈｏ，Ｒ．Ｓｅｔｈｉ，およびＪ．
Ｄ．Ｕｌｌｍａｎ著「Ｃｏｍｐｉｌｅｒ：Ｐｒｉｎｃｉ
ｐｌｅｓ，Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ａｎｄ Ｔｏｏｌ
ｓ」（Ａｄｄｉｓｏｎ−Ｗｅｓｌｙ，１９８６）（邦訳
「コンパイラＩ，II」サイエンス社、１９９０年）に詳
細に記述されている。

【００３７】ところで、図８のようなフローグラフを作
成し、それに対応する定義／使用情報テーブルをセット
した後にデータフロー解析を行う場合の複雑な処理を避
ける試みとして、本発明とは異なる一つのアプローチが
提案されている。これは、関数呼び出しに関する情報を
簡略化したテーブルを予め設けておき、別の関数が呼び
出されたときには、このテーブルを参照して必要な情報
を取ってくるという方法である。これについては、「Ｅ
ｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆ Ｉｎ
ｔｅｒｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−
Ｕｓｅ Ｃｈａｉｎｓ」（ＡＣＭ Ｔｒａｎｓａｃｔｉ
ｏｎｓ ｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｌａｎｇｕａ
ｇｅｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｖｏｌ．１６，Ｎ
ｏ．２，Ｍａｒｃｈ １９９４，Ｐａｇｅｓ １７５−
２０４）に記載されている。

【００３８】しかしながら、前掲論文に記載されている
方法では、呼び出される関数が同じ場合には、実引数が
異なっても、一つのテーブルで処理することになる。し
たがって、呼び出される関数の実引数が異なる場合に
は、必要に応じて引数の変換等の処理を行うなど、それ
ぞれの引数の内容を意識した処理が必要となり、データ
フロー解析のためのアルゴリズムはやはり複雑になる。

【００３９】これに対して、本実施形態の場合は、関数
ｆから呼び出される関数ｇのフローグラフが、関数ｆの
フローグラフの内部に組み込まれた形で生成される。こ
のため、異なる引数の場合について、情報を別々に考え
ることができる。例えば図３において、ノード３からノ
ード７までの分岐の左側では、引数ｉとｊが現れ、ノー
ド８からノード１２までの分岐の右側では、引数ｉだけ
が現れ、引数ｊは現れない。このように引数によって呼
び出す関数を分けて考えると、処理内容が分かりやすく
なり、データフロー解析を行うときのアルゴリズムも簡
単になって、解析効率が向上する。

【００４０】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で種々の変更が可能で
ある。例えば、上記の実施の形態では、ソースプログラ
ムがＣ言語で記載された場合についての例であったが、
同様の考え方で、ＦＯＲＴＲＡＮを始めとする種々の高
級言語について、本発明に基づいて専用のデータフロー
解析装置を用意することができる。

【００４１】次に、本発明の記録媒体について説明す
る。本発明の記録媒体には、コンピュータに読み取ら
れ、当該コンピュータを前述のようなデータフロー解析
装置として動作させるためのコンピュータプログラムが
記録されている。このコンピュータプログラムが読み込
まれると、コンピュータは、その内部に備えた主記憶装
置、補助記憶装置、中央処理装置などを、前述の構文解
析機能、フローグラフ生成機能、定義／使用情報生成機
能等として機能させるように動作する。このように本発
明は、コンピュータプログラムとして供給することがで
きる。また、記録媒体としては、フロッピーディスク、
ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスク、磁気テープ、半導体記
憶装置などが挙げられる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ある手続きの中で別の手続きの呼び出しがあった場合に
おいて、データフロー解析を行うためにフローグラフ生
成手段が生成するフローグラフを所定の構造としたこと
により、フローグラフの構造が簡単化され、したがっ
て、フローグラフを生成するのに要する時間が短縮さ
れ、かつ、フローグラフを生成したあとの処理も簡単に
なるので、その処理を実行するためのアルゴリズムも簡
単になり、しかも、正確なデータフロー解析を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のデータフロー解析装置の
機能ブロック図である。

【図２】図１のデータフロー解析装置の機能を説明する
のに用いるＣ言語によるソースプログラムの一例を示す
図である。

【図３】フローグラフ生成部により生成されたフローグ
ラフの一例を示す図である。

【図４】定義／使用情報生成部により生成された定義／
使用情報テーブルの一例を示す図である。

【図５】従来の技術を説明するために用いるＣ言語によ
るソースプログラムの一例を示す図である。

【図６】データのデータフロー解析を行うために定義／
使用情報をまとめたテーブルの一例を示す図である。

【図７】手続き間データフロー解析について説明するた
めのＣ言語によるソースプログラムの一例を示す図であ
る。

【図８】図７のプログラムに基づいて作成されたフロー
グラフの一例を示す図である。

【符号の説明】

１０ 構文解析部 １１ フローグラフ生成部 １２ 定義／使用情報生成部 １３ 定義−使用連鎖生成部 ２１ 入出力解析ツール ２２ 影響解析ツール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み込んだソースプログラムに対して構
   文解析を行う構文解析手段と、前記構文解析の結果に基
   づいてフローグラフを生成するフローグラフ生成手段
   と、前記フローグラフに基づいて変数の定義及び使用に
   関する情報を生成する定義／使用情報生成手段と、前記
   変数の定義及び使用に関する情報に基づいてどの定義と
   どの使用が結びつくかという定義と使用の連鎖に関する
   情報を生成する定義−使用連鎖生成手段とを有するデー
   タフロー解析装置において、 前記フローグラフ生成手段は、ある手続きが他の手続き
   を呼び出しているときに、少なくとも、呼び出される手
   続きの中で使用される外部に有効な変数があったときに
   その情報を対応させてセットする第１のノードと、呼び
   出される手続きの中で確実に定義される外部に有効な変
   数があるときにその情報を対応させてセットする第２の
   ノードと、呼び出される手続きの中で定義される可能性
   のある外部に有効な変数があるときにその情報を対応さ
   せてセットする第３のノードに分け、前記第１のノード
   から前記第２及び第３のノードへ、前記第３のノードか
   ら前記第２のノードへ、それぞれエッジを張った呼び出
   される手続きについてのフローグラフを生成し、これを
   呼び出した方の手続きのフローグラフ中に組み込んだフ
   ローグラフを生成し、前記定義／使用情報生成手段は、
   前記フローグラフの各ノードにセットされた情報に基づ
   いて定義と使用に分けた定義／使用情報を生成すること
   を特徴とするデータフロー解析装置。
2. 【請求項２】 前記フローグラフ生成手段は、ある手続
   き呼び出し文において呼び出した手続きについて、更
   に、呼び出される手続きの実引数中に代入文があったと
   きにその情報を対応させてセットする第４のノードと、
   手続き呼び出し文中の呼び出される関数とは無関係の変
   数の定義又は使用の情報を対応させてセットする第５の
   ノードを用い、前記第４のノードから前記第１のノード
   へ、前記第２のノードから前記第５のノードへ、それぞ
   れエッジを張ったフローグラフを生成するものである請
   求項１記載のデータフロー解析装置。
3. 【請求項３】 読み込んだソースプログラムに対して構
   文解析を行う構文解析行程と、前記構文解析の結果に基
   づいてフローグラフを生成するフローグラフ生成行程
   と、前記フローグラフに基づいて変数の定義及び使用に
   関する情報を生成する定義／使用情報生成行程と、前記
   変数の定義及び使用に関する情報に基づいてどの定義と
   どの使用が結びつくかという定義と使用の連鎖に関する
   情報を生成する定義−使用連鎖生成行程とを有するデー
   タフロー解析方法において、 前記フローグラフ生成行程は、ある手続きが他の手続き
   を呼び出しているときに、少なくとも、呼び出される手
   続きの中で使用される外部に有効な変数があったときに
   その情報を対応させてセットする第１のノードと、呼び
   出される手続きの中で確実に定義される外部に有効な変
   数があるときにその情報を対応させてセットする第２の
   ノードと、呼び出される手続きの中で定義される可能性
   のある外部に有効な変数があるときにその情報を対応さ
   せてセットする第３のノードに分け、前記第１のノード
   から前記第２及び第３のノードへ、前記第３のノードか
   ら前記第２のノードへ、それぞれエッジを張った呼び出
   される手続きについてのフローグラフを生成し、これを
   呼び出した方の手続きのフローグラフ中に組み込んだフ
   ローグラフを生成し、前記定義／使用情報生成行程は、
   前記フローグラフの各ノードにセットされた情報に基づ
   いて定義と使用に分けた定義／使用情報を生成すること
   を特徴とするデータフロー解析方法。
4. 【請求項４】 前記フローグラフ生成行程は、ある手続
   き呼び出し文において呼び出した手続きについて、更
   に、呼び出される手続きの実引数中に代入文があったと
   きにその情報を対応させてセットする第４のノードと、
   手続き呼び出し文中の呼び出される関数とは無関係の変
   数の定義又は使用の情報を対応させてセットする第５の
   ノードを用い、前記第４のノードから前記第１のノード
   へ、前記第２のノードから前記第５のノードへ、それぞ
   れエッジを張ったフローグラフを生成するものである請
   求項３記載のデータフロー解析方法。
5. 【請求項５】 読み込んだソースプログラムに対して構
   文解析を行う構文解析機能と、前記構文解析の結果に基
   づいてフローグラフを生成するフローグラフ生成機能
   と、前記フローグラフに基づいて変数の定義及び使用に
   関する情報を生成する定義／使用情報生成機能と、前記
   変数の定義及び使用に関する情報に基づいてどの定義と
   どの使用が結びつくかという定義と使用の連鎖に関する
   情報を生成する定義−使用連鎖生成機能とを含むデータ
   フロー解析機能をコンピュータに実行させるプログラム
   を記録した機械読み取り可能な記録媒体において、 前記フローグラフ生成機能は、ある手続きが他の手続き
   を呼び出しているときに、少なくとも、呼び出される手
   続きの中で使用される外部に有効な変数があったときに
   その情報を対応させてセットする第１のノードと、呼び
   出される手続きの中で確実に定義される外部に有効な変
   数があるときにその情報を対応させてセットする第２の
   ノードと、呼び出される手続きの中で定義される可能性
   のある外部に有効な変数があるときにその情報を対応さ
   せてセットする第３のノードに分け、前記第１のノード
   から前記第２及び第３のノードへ、前記第３のノードか
   ら前記第２のノードへ、それぞれエッジを張った呼び出
   される手続きについてのフローグラフを生成し、これを
   呼び出した方の手続きのフローグラフ中に組み込んだフ
   ローグラフを生成し、前記定義／使用情報生成機能は、
   前記フローグラフの各ノードにセットされた情報に基づ
   いて定義と使用に分けた定義／使用情報を生成するよう
   にコンピュータを動作させるプログラムを記録した記録
   媒体。
6. 【請求項６】 前記フローグラフ生成機能は、ある手続
   き呼び出し文において呼び出した手続きについて、更
   に、呼び出される手続きの実引数中に代入文があったと
   きにその情報を対応させてセットする第４のノードと、
   手続き呼び出し文中の呼び出される関数とは無関係の変
   数の定義又は使用の情報を対応させてセットする第５の
   ノードを用い、前記第４のノードから前記第１のノード
   へ、前記第２のノードから前記第５のノードへ、それぞ
   れエッジを張ったフローグラフを生成するものである請
   求項５記載の記録媒体。