JPS63132335A - 計算機言語処理系の実行方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は計算機システムに係り、型指定のない変数を取
り扱う言語処理系たとえば論理型言語処理系の実行速度
の向上、オブジェクトニードの容量低減に好適な処理方
式に関する。以下、論理型言語処理系を例にとり説明す
る。

〔従来の技術〕

論理型言語のデータのタイプ（型）は変数、定数、参照
に分けられ、さらに定数は整数、実数。

文字定数、リスト、構造体（リスト以外）等に分類され
る。ここで変数は他の任意の型のデータをその値として
取ることができる。また、参照タイプとは他のデータと
同一の値をもっことを示すもので、具体的にポインタで
ある。

論理型言語のプログラム実行時においては、節呼出し処
理に引続いて、呼び出す側の節のデータ（実引数）と呼
び出れる側の節のデータ（仮引数）のユニフィケーショ
ン処理が行なわれる。ユニフィケーション処理とは２つ
のデータのタイプおよび値が一致可能であるか否がを調
べ、もし一致可能ならば、一致させる処理であり、この
処理が可能な場合をユニフィケーションの成功、不可能
な場合をユニフィケーションの失敗という。変数りイブ
のデータには他のタイプの値を代入することができる。

したがって、２つのデータが共に変数タイプの場合、あ
るいは変数タイプと定数タイプの場合は一致可能である
０両者が変数タイプでない場合は両者が等しいタイプの
場合のみ一致可能であり、それ以外は一致不可能である
。ただし、参照タイプのデータはそのデータに含まれる
ポインタの指すデータとの同一性を示すためのものであ
り、ユニフィケーション処理の一致の可否判定には関係
しない。

以上のように、論理型言語処理系のユニフィケーション
処理においては、参照タイプを除くデータのタイプの一
致判定処理が行なわれる。従来の処理系では例えば、プ
ロシーディンゲス・オブ・ザ・ロジック・プログラミン
グ・コンファレンス（１９８５年）２４７頁から２５８
頁（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ　ｔｈｅ　Ｌｏｇｉｃ
　Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　（
１９８５）ＰＰ２４７−ＰＰ２５８）において論じられ
ているような゛′モード宣言″を利用した最適化がなさ
れていた。′モード宣言″はプログラム（節）が呼出さ
れる時点の実引数が変数タイプであるか否か、さらに両
方の可能性があるかをあらかじめ示すもので、３種類の
記号（ｉ＋ｔ　、＃　　ｒ、？′）でプログラム中に記
される。′＋′は実引数が変数タイプでないこと、′−
′は実引数が変数タイプであること、′？１は実引数の
タイプが′＋′。

１−′のどちらかであるか特定できないことを表わす。

第２図にモード宣言を含む論理型言語のプログラムの例
を示す。式２１は節ｆに対するモード宣言であり、節ｆ
の１，２番目の引数が゛＋′、３番目の引数が′−′　
と指定される。ここでは英字の大文字は変数を表わして
いる。

従来の処理系では、モード宣言が′＋′の場合には実引
数のタイプが定数タイプのいずれかであること、′−′
の場合には実引数のタイプが変数タイプであることだけ
を前提に、上記ユニフィケーション処理の最適化を行な
っていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の処理方式ではモード宣言が′−′の場合には実引
数のタイプは１種類（変数タイプ）に指定されるが、モ
ード宣言が′＋′の場合には実引数のタイプは定数タイ
プの中のどのタイプ（整数タイプ、実数タイプ等）であ
るかは指定されない。

ところが、論理型言語のプログラムでは節呼出し時の実
引数が定数タイプの中のどのタイプであるかを事前に指
定し得る場合がある。例えば、第２図のプログラムにお
いて２節ｆが呼出される際。

その１，２番目の実引数が文字定数に限られる場合であ
る。このような場合、上記の処理方式では不要なタイプ
判定処理が含まれ、処理速度を低下させる問題があった
。

本発明の目的は上記問題を解決する論理型言語処理系の
実行方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、論理型言語処理系にプログラム中の節の引
数のタイプ情報を記憶する手段（タイプ情報記憶手段）
と、実行時に記憶されているタイプ情報に基づき、必要
なタイプ判定処理だけを選択する手段（タイプ判定選択
手段）を設けることにより、達成される。

特に、コンパイル方式の処理系ではタイプ判定選択手段
の代わりに、コンパイル時に記憶されているタイプ情報
に基づき、必要なタイプ判定処理だけを選択してオブジ
ェクトコードを生成する手段（タイプコンパイル手段）
を設けることにより、上記目的は達成される。

〔作用〕

第１図にこれらの手段を利用した論理型言語処理系の構
成を示す、第１図（ａ）はプログラムを解釈実行する処
理系の場合のものである。あらかじめタイプ情報別実行
ルーチン６にはタイプ情報の種別単位に必要なタイプ判
定処理だけを行なう命令列を備えておく０水力式では、
まず、タイプ情報記憶プログラム１がソースプログラム
２を読み込み、タイプ情報テーブル３を作成する。次い
で、解釈実行制御プログラム４がソースプログラム２を
読み込み、タイプ判定選択プログラム５を起動する。タ
イプ判定選択プログラム５はタイプ情報テーブル３より
対応するタイプ情報を読み出して、タイプ情報別実行ル
ーチン６を選択し実行する。

第１図（ｂ）はコンパイル方式の処理系の構成である。

第１図（ａ）の場合と同様に、まず、タイプ情報記憶プ
ログラム１がソースプログラム２を読み込み、タイプ情
報テーブル３を作成する。

次いで、タイプコンパイルプログラム７がソースプログ
ラム２とタイプ情報テーブル３を読み出して、オブジェ
クトプログラム８を作成する。

以上では、タイプ情報記憶手段はタイプ情報記憶プログ
ラム１とタイプ情報テーブル３より成る。

次に、このタイプ情報記憶手段について説明する。

タイプ情報記憶方式には以下の２方式がある。

第１の方式はプログラム上にタイプ情報を記す記法を設
け、プログラム入力時にタイプ情報を取り出して記憶す
る方式である。上記記法は従来のモード宣言の中で１十
′が記されていた箇所に、整数タイプでは′１′、実数
タイプでは１ｒ′、文字定数タイプでは′ａ′、リスト
タイプでは１Ｑ′、構造体（リストを除く）タイプでは
Ｓ′と記すものである。第２図のプログラムにおいて節
ｆの１，２番目の引数のタイプが文字定数であることを
指定する場合１本記法では第３図、式３１のように記す
。

第２の方式は入力したプログラムをもとに自動的にタイ
プ情報を生成する方式である。この方式には（１）節の
呼出し側の引数を調べる方式、（２）筒内部の引数を調
べる方式がある。１番目の方式では、ある節Ａを呼出す
節の集合Ｂが定められるかどうかを調べ、定められる場
合には集合Ｂ内の節が節Ａを呼出す際の実引数のタイプ
を調べる。もし、これらの実引数のタイプがすべて定ま
っているならば、これらより節Ａのタイプ情報を設定す
る。例えば第４図のプログラムにおいては、節ｒを呼出
す節はｐ　（Ｘ、Ｙ）とｑ　（Ｘ、Ｙ）に限られており
、しかも両方の節が節ｒを呼出すときの実引数はタイプ
ａ（文字定数）であるので。

節ｒの引数のタイプはａと定める。

２番目の方式では、節Ａ内の仮引数が定数タイプの中の
いずれかのタイプ（整数、実数等）に定まるかどうかを
調べ、もし定まった場合にこれらより節Ａのタイプ情報
を設定する。ただし、この方式はモード宣言が十の引数
の場合にだけ有効である。例えば、第５図のプログラム
において１キ節ｐの１番目の実引数はモード宣言が＋で
あって。

節５１では１、節５２では整数値関数ｉｓの引数である
ことから、タイプはｉ　（整数）と定める。

タイプ判定選択処理とタイプコンパイル処理では以下に
示すようにタイプ判定処理の選択を行なう。

第６＠に実行前に記憶された引数のタイプ情報と、実行
時に許される実引数のタイプとの対応を示す。本図から
ｂかるように、タイプ情報が指定されると許される実引
数のタイプは記憶されたタイプか参照タイプの２種類で
ある。上記処理ではこの２種類のデータタイプの判定処
理を選択し。

以下に示す２通り手順で並べる。

第１の手順は許されたタイプの処理を早める手ＪｌＮ（
優先手順）であり、第７図に示すものである。

本手順では記憶されたタイプかどうかの判定を最初に行
ない（ブロック７１）、一致すれば判定処理を終了する
（一致終了）。不一致ならば、参照タイプかどうかの判
定を行なう（ブロック７２）。

ここで一致すれば、ブロック７３へすすみ、ポインタデ
ータの指すデータについて再度タグ判定処理を繰り返す
、もし不一致ならば、判定処理を終了する（不一致終了
）。

第２の手順は許されるタイプ以外の実引数が生じないこ
とを想定した手順（専用手順）であり、第８図に示すも
のである。本手順では参照タイプかどうかの判定を行な
い（ブロック８１）、不一致ならば判定処理を終了する
（一致終了）。一致したならば、ブロック８２へすすみ
、ポインタデータの指すデータについて再度タグ判定処
理を繰り返す。

以上述べたように、これらの手順では不要なデータタイ
プの判定処理が省かれるために処理速度は高まる。また
、上記専用手順では、入力データ中にポインタデータが
含まれる場合、優先手順より１つのポインタデータにつ
き判定処理が１回少なくなるため、処理速度は高まる。

（実施例〕 以下、本発明の一実施例を第９〜１５図により説明する
０本実施例は汎用計算機上の論角型言語処理システムに
おけるコンパイル方式の処理を示すものである。

第９図（ａ）は本システムのハードウェア構成を示す図
である１本システムはＣＰＵ１０１とキーボード１０２
．ディスプレイ１０３、主メモリ１０４、ディスク装置
１１０５から成り、これらがパス１０６で結合されてい
る。

第９図（ｂ）は本システムのソフトウェア構成を示す図
である０図中の実線は制御の流れ、破線はデータの流れ
を表わす。

インタプリタ１１０は本システムの起動コマンドにより
起動され、キーボード１０２より入力されるコマンドに
従って、コンパイラ１１１の起動。

エディタ１１２の起動、エリア１０７内のインタプリタ
用プログラムの実行処理エリア１１５内のマシン語プロ
グラムの実行処理を行ない、処理結果をディスプレイ１
０３に表示する。

エディタ１１２はキーボード１０２より入力されるコマ
ンドに従ってソースプログラムを作成し。

エリア１１３に出力する。

コンパイラ１１１はエリア１１３よりソースプログラム
を入力してマシン語プログラムに変換し、エリア１１５
に出力する。さらに、プログラム中の各節のエリア１１
５内におけるアドレスを筒名称テーブル１１６へ登録す
る。

節名称テーブル１１６にはエリア１１７．エリア１１５
内のプログラムの各節のアドレスを登録する。各レコー
ドには第↓Ｏａｌに示すように１節名称１１７、節用数
個数１１８、節の種別１１９、節のアドレス１２０を記
す、ここで、節の種別とはインタプリタ用プログラムか
、マシン語プログラムかの区別である。

本システムの利用者は以下の手順で論理型プログラムの
コンパイル方式による実行を行なう。

（１）インタプリンタ１１０の起動後、エディタ１１２
を起動して、エリア１１３上にソースプログラムを作成
する。

（２）コンパイラ１１１を起動して、エリア１１３内の
ソースプログラムをマシン語プログラムに変換し、エリ
ア１１５に出力する。各節のエリア１１５内での７ドレ
スを節アドレステーブル１１６に登録する。

（３）マシン語プログラムを実行する。

（４）インタプリタの処理を終える。

本論理型言語プログラムでは、従来よりマシン語プログ
ラムの造適化を促進するために、モード宣言を拡張した
タイプ宣言を用いる０本宣言では。

従来のモード宣言で１十′に分類されていた定数タイプ
を、整数タイプ、実数タイプ等が指定できるよう細分し
、また、コンパイラが生成するマシン語の種別を指定す
る。マシン語の種別は前述のタイプ判定処理の優先手順
と専用手順による区分であり、コードＩは優先手順、コ
ード■が専用手順を行なうマシン語である。

本宣言における記号とその意味を第１１図に示す、記号
°ｉ″　　ｇ、＃％ａ＃、“息′、′Ｓ″は引数のタイ
プが整数、実数２文字定数、リスト。

構造体（リスト以外）であることを表わす、これらは従
来のモード宣言ではすべての記号１＋′に含まれるもの
である。記号ｄｅ１１　、　４＋ｊ　、　　Ｊ　　ｅは
従来のモード宣言と同様に引数のタイプが任意。

定数、変数であることを表わす、また、記号Ｊ　ｉＨ９
＃ｒ＃　、　　ｇａｌ　、　　ｔＱ９　、　　′、ｔ　
、　　′−＊　はコード！、これらに１・′を付したも
のはコード■をコンパイラが生成することを指定する。

次に、このタイプ宣言の利用の方法を中心に。

コンパイラ１１１の動作について説明する。

第１２図はコンパイラワークエリア１１４内に作られる
データ構成を示す図である。ｍテーブル１２１ど節アド
レステーブル１２２を用いてソースプログラム中の節を
、タイプテーブル１２３とタイプ記号テーブル１２４を
用いてソースプログラム中のタイプ宣言を記憶する。ポ
インタ１２５には節テーブル１２１のレコードを指すポ
インタ値を入れる。

第１３図はコンパイラ１１１の処理手順を示すフローチ
ャートである。以下、本図に従って処理手順を説明する
。

ブロック１３１：ソースプログラムの読み出しとテーブ
ルへの登録 エリア１１３内のソースプログラムを読み出す。

読み出した節のエリア１１３内でのアドレスは第１４図
に示すように節アドレステーブル１２１に登録する。ま
た、本テーブルのレコードを指すポインタを節名称と節
引数個数をキーとして節テーブル１２１に登録する。キ
ーが等しい節が複数ある場合には節アドレステーブルの
該当するレコードをポインタで結び、最後のレコードに
は終端マークを入れる。

読み出したタイプ宣言は第１５図に示すように１記号を
ルコードとしてタイプ記号テーブル１２４に登録する６
本レコードへのポインタは節名称と節引数個数をキーと
してタイプテーブル１２３に登録する。

ブロック１３２：ポインタ１１４の初期セットポインタ
１１４を節テーブル１１０の先頭レコードを指すように
セットする。

ブロック１３３：タイプ宣言の有無判定ポンインタ１１
４が指すレコードと等しいキーを持つレコードをタイプ
テーブル１１３内でサーチする６該当するレコードがあ
れば次のブロック１３４へ、なければブロック１２５へ
進む。

ブロック１３４：最適化コードの生成 節アドレステーブル１２２のポインタが指す節をソース
プログラムエリア１１３より、タイプテーブル１２３の
ポインタが指すタイプ宣言の記号をタイプ記号テーブル
１２４より読み出す。

タイプ宣言に従ってタイプ判定処理を最適化して、マシ
ン語コードを生成し、エリア１１５へ出力する。節名称
テーブル１１６へ本コードを９．＠する。ブロック１３
６へ進む。

ブロック１３５：ノーマルコードの生成節アドレステー
ブル１２２のポインタが指す節をソースプログラムエリ
ア１１３より読み出して、マシン語コードを生成し、エ
リア１１５へ出力する。節名称テーブル１１６へ本コー
ドを登録する。

ブロック１３６：ポインタ１２５の更新ポインタ１２５
が次のレコードを指すよう更新する。

ブロック１３７：終了判定 ポインタ１２５が指すレコードが無ければ処理を終える
。さもなければブロック１３３へ進む。

以上の記したように、本システムにおけるコンパイラは
、節の引数のタイプ情報をプログラム中に記されるタイ
プ宣言から読み取り、タイプ判定処理を高速化するマシ
ン語プログラムを生成する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、実行前に節の引数のタイプ情報を従来
の定数タイプ、変数タイ”プといった分類より細分して
記憶し、実行時のタイプ判定処理を高速化する。この結
果、節のユニフィケーション処理が高速化し、論理型言
語のプログラム実行速度が向上する効果がある。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、計算機システム上に実現される型指定のない変数を
   扱う言語処理系において、プログラム実行時にその変数
   に代入される値の型の範囲を示すタイプ情報を記憶して
   おき、該タイプ情報に基づき、必要なタイプ判定処理だ
   けを選択して実行命令語列を生成することを特徴とする
   計算機言語処理系の実行方式。 ２、上記タイプ情報別に、必要なタイプ判定処理を行な
   う命令語列を備え、実行時にタイプ情報に基づいて対応
   する命令語列を選択し、その命令語列を実行することを
   特徴とする第１項の計算機言語処理系の実行方式。