JPS62269238A - コンパイル方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 高級言語の整数型の式のコンパイルにおいて、式の各要
素の取り得る値の範囲をビット数と符号で表すことによ
って、余分な被演算子拡張命令の出力の抑制を効果的か
つ容易に行うようにしたコンパイル方式である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、被演算子（演算データ）のビット数ｎと符号
Ｓとを求め、これらを参照して余分な被演算子拡張命令
を抑止するようになったコンパイル方式に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

高級言語の整数型の式のコンパイルにおいて、その言語
の文法で要求しているビット数で演算を行うようなオブ
ジェクトを生成するのが一般的であるが、被演算子のビ
ット数が短かいときは被演算子の拡張命令（符号拡張命
令や上位０詰め命令等）が必要となる。

〔解決しようとする問題点〕

しかし、式によっては文法で要求しているビット数より
短かいビット数で演算を行なっても、文法で要求してい
る結果を得ることができる場合もあり、このとき前述の
拡張命令が無駄になってしまう。

本発明は、この点に鑑みて創作されたものであって、文
法で要求している結果を得るために必要となる演算長及
び符号を求め、これらを参照して最適な演算長で演算を
行うようなオブジェクトを生成し、これによってオブジ
ェクト・プログラムの性能を向上できるようになったコ
ンパイル方式を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

要約すると、本発明は下記のようなものである。

式中の被演算子の取り得る値の範囲をビット数ｎと符号
Ｓで表す。即ち、式の取り得る値の上限及び下限をそれ
ぞれり、　　Ｕとすると、２の補数表現による計算機の
場合には、 −１・Ｓ・２′″≦Ｌ ２′″−１≧Ｕ を満たす最小の非負整数ｎ、ｓを求め、１の補数表現又
は絶対値表現の計算機の場合には、−１−９−２”＋１
≦Ｌ ２”、−１≧Ｕ を満たす最小の非負整数ｎ、ｓを求める。これらの値を
基に各演算の結果が取り得る値を求め同様に表現する。

この範囲から各演算に最適な演算長、即ち演算結果を表
現し得るビット数で且つターゲット計Ｘ機で効率よく実
行できる最小ビットを決定する。この演算長を基に必要
に応じて被演算子の拡張命令を出力すれば、余分な拡張
命令の出力を抑止出来る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を参照しつつ説明する。

第１図は本発明のコンパイラの機能ブロック図である。

第１図において、ｌは字句解析部、２は構文解析部、３
は最適化部、４は精度計算部、５はコード生成部をそれ
ぞれ示している。字句解析部１は、ソースプログラムの
字句を解析する部分である。構文解析部２は、ソースプ
ログラムを表す構文木を作成する部分である。最適化部
３は、構文木並びに精度計算で得られた被演算子のビッ
ト長。及び符号Ｓを参照して最適化を行う部分である。

コード生成部３は、最適化部３から渡された構文木に基
づいてオブジェクト・コードを生成する部分である。コ
ード生成部５に渡されるデータは、式を木によって表現
している。各ノードに設定される情報は、通常のコンパ
イラで設定される情報（演算個の種類、型、レジスタ情
報等）の他に、精度計算の結果（符号Ｓ及びビット長ｎ
）がある。

第２図（ａｌは構文木の１例を示す図である。この構文
木は、 ｉ＝ｊ＋に＋ｊ！ なる式を表している。ｉをｉｎｔ型（３２ビツト）、ｊ
、に、ｌをｃｈａｒ型（８ビット符合付き）とする。ｉ
のビット長ｎは３１であり、符号Ｓは１である。即ち、
ｉの取り得る値は、−２３１ないし２：１１　１である
。また、ｊ、　　ｋ、ｔｔのビット長は７であり、符号
Ｓは１である。即ち、ｊ。

ｋ、ｌの取り得る値は、−２７ないし２７−１である。

この式を実行するためのオブジェクト・プログラムは下
記のようになる。なお、計算機は８ビツト、１６ビツト
又は３２ビツトの演算を行い得るものとする。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｊ、ｄＱ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄ。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｋ、ｄｉ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄｉ ａｄｄｏｗ　　　ｄｉ、ｄ。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｌ、ｄｉ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄｌ ａｄｄ、ｗ　　　ｄｌ、ｄ。

ｅｘｔ、ｌ　　　ｄＯ ｍｏｖｅ、ｊ！　　ｄｏ、ｉ となる。上記の命令列において、ｄＱとｄｌはレジスタ
を表す。また、ｍｏｖｅ、ｂは８ビツトのｍｏｖｅ命令
、ｍｏｖｅ、ｗは１６ビツトのｍ。

ｖｅ命令、ｍｏｖｅ、ｌは３２ビツトのｍｏｖｅ命令を
表している。更に、ｅｘｔ、ｗは８ビソトのデータを１
６ビツトのデータに変換する命令、ｅｘｔ、Ｊは１６ビ
ソトのデータを３２ビツトのデータに変換する命令を表
している。更に、ａｄｄｏｗは１６ビツトの加算命令を
表している。

第２図（ｂｌは構文木の他例を示す図である。この構文
木は、 １＝ｊＸｆ なる式を表している。第２図（ａｌと同様に、ｉはｉｎ
ｔ型であり、ｊとｋをｃｈａｒ型とする。×のノードの
ビット長ｎ及び符号Ｓは ５＝１ ｎ−１５となる。この式を実行するためのオブジェクト
・プログラムは下記のようになる。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｊ、ｄ。

６）（ｔ、ｗ　　　ｄ。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｋ、ｄｌ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄｉ ｍｕｌｓ　　　　ｄｉ、ｄＯ ｍｏｖｅ、１　　ｄｏ、ｉ となる。上記の命令列において「ｍｕ　１　ｓ　　ｄ　
ｌ。

ｄ、ＯＪはレジスタｄＯの１６ビツトのデータとレジス
タｄ１の１６ビツトのデータを乗算し、３２ビツトの乗
算結果をレジスタｄＯにセットすべきことを意味してい
る。

第２図（Ｃ１は構文木の他例を示す図である。この構文
木は、 ｉ＝ｊ＋に なる式を表している。第２図（ａｌと同様に、ｉはｉｎ
ｔ型であり、ｊ（！：ｋをｃｈａｒ型とする。÷のノー
ドのビット長ｎ及び符号Ｓは ５＝＝１ ｎ＝７ となる。この式を実行するためのオブジェクト・プログ
ラムは下記のようになる。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｊ、ｄＱ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄＱ ｅｘｔ、ｌ　　　ｄ。

ｍｏｖｅ、ｂ　　ｋ、ｄｉ ｅｘｔ、ｗ　　　ｄｉ ｄｉｖｓ　　　　ｄｌ、ｄ。

ｅｘｔ、１　　　　　ｄ。

ｍｏｖｅ　　　　　　ｄｏ、ｉ となる。上記の命令列においてｒｄｉｖｓ　　ｄｉ。

ｄＯＪは、レジスタｄＯの３２ビツトのデータをレジス
タｄ１の１６ビツトのデータで割算し、１６ビノトの割
算結果をレジスタｄｏにセットすべきことを意味してい
る。

第３図は精度計算部４の処理を説明するフローチャート
である。精度計算部４では下記のような処理が行われる
。

■　構文木から取り出したノードが演算子か否かを調べ
る。Ｙｅｓのときは■の処理を行い、Ｎ。

のときは■の処理を行う。

■　左側部分木の符号Ｓ及びビット長ｎを求める。

即ち、精度計算を行う。

■　二項演算子か否かを調べる。Ｙｅｓのときは■の処
理を行い、ＮＯのときは■の処理を行う。

■　右側部分木の符号Ｓ及びビット長ｎを求める。

即ち、精度計算を行う。

■　演算子の種類に応じて、複数の■の処理の中の１個
を行う。

■　演算子毎に上限及び下限を求め、符号Ｓ及びビット
長ｎを求める。例えば、演算子が加算を示している場合
には、 ｓ←ｍａｘ　（ｓ　　、　　ｓ　　） ｎ４−ｍａｘ　（ｎ　　、　　ｎ　　）　＋１とする。

■　データ型より符号Ｓ及びビット長ｎを求める。

■　符号Ｓ及びビット長ｎを対応するノードに記入する
。

第４図は最適化部３の処理を説明するための図である。

最適化部３は、通常のコンパイラで行っている最適化の
他に、精度計算結果に基づく最適化を行っている。第４
図ｆａｔは最適化部３の処理の概要を示す。最初に精度
計算部４を呼び出して、構文解析部２から渡された木の
各ノードについての精度計算を精度計算部４に行わせ、
次に最適化処理を行う。

第４図（ｂｌは最適化部３の最適化処理の流れを説明す
る図である。最適化処理は次のようなものである。

■　演算個か否かを調べる。ＹＥＳのときは■の処理を
行い、ＮＯのときは■の処理を行う。

■　左側部分木の最適化を行う。

■　二項演算子か否かを調べる。ＹＥＳのときは■の処
理を行い、ＮＯのときは■の処理を行う。

■　右側の部分木の最適化を行う。

■　ノードの種類のに応じて複数の■の処理の中の１個
を選択する。

■　各ノード毎の最適化を行う。

■　そのノードの精度計算を行う。

最適化部３で行われる最適化の例を示す。例えば、符号
ＳがＯで且つビット長ｎが５のデータと、ｘ　ｘ、　ｘ
　ＯＯＯＯＯと言う定数データの論理積を取る式の場合
、論理積のノードには定数“０”を記入する。

符号Ｓを使用することの意義は下記の通りである。文法
によって符号無し演算が行われることを表す以外に、次
に示すように生成コードの改善が可能となる。符号が無
い場合（即ち、５＝０）は、符号がある場合（即ち、５
＝１）の部分集合となるため、必要とするビット長く即
ち、ｓ＋ｎ）に制限がなければ符号Ｓの意義はない。し
かし、符号ビットを表すビットのために、精度拡張が必
要となる場合があり、このときに有効である。

符号付き演算と符号無し演算によって、命令が区別され
る場合に、符号無し演算の演算コスト（命令長や実行時
間）が符号付き演算のそれよりも低いときに、符号無し
演算で実行して良いことを検出するのに符号Ｓを利用す
る。符号Ｓを最適化のための情報としても利用する。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、演算
命令において自動的に被演算子の長さを拡張するような
計算機以外では、無駄な被演算子の拡張命令を出力しな
くて済むようになる。また、この処理を行う際、ビット
数で情報を保持しているので、処理が効果的で且つ容易
に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のコンパイラの機能ブロック図・第２図
は構文木の例を示す図、第３図は精度計算部の処理を説
明する図、第４図は最適化部の処理を説明する図である
。 １・・・字句解析部、２・・・構文解析部、３・・・最
適化部、４・・・精度計算部、５・・・コード生成部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 高級言語の整数型の式のコンパイル方式において、 式を表すソースプログラムの字句解析を行う字句解析部
   （１）と、 ソースプログラムの構文木を作成する構文解析部（２）
   と、 最適化を行う最適化部（３）と、 構文木の各ノードに対応するデータの符号ｓ及びビット
   長ｎを計算する精度計算部（４）と、最適化部（３）の
   指示並びに符号ｓ及びビット長ｎが付加された構文木に
   基づいてオブジェクト・コードを生成するコード生成部
   （５）と、 を具備することを特徴とするコンパイル方式。