JPH03177930A - コンパイルコード生成処理方法 - 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〕 この発明は、Ｌｉ５ｐ　（Ｌｉｓｔ　　Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｅｒ）等の関数型言語の関数をコンパイルするときのコ
ンパイルコード生成処理方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｌｉ５ｐはリスト処理を目的として開発された関数型の
プログラミング言語であり、主に人工知能研究の分野で
用いられている。また最近では、エキスパートシステム
の記述言語としても注目を集めている。Ｌｉ５ｐは２本
の枝により構成される２進木を基本構造としており、こ
の２進木を組み合わせることによってデータのリスト（
情報の記憶形態）を形成している。したがって、データ
間の関葆は全てリストにより表現されることになる。Ｌ
ｉ５ｐにより作成された関数（プログラム）はコンパイ
ラで処理することにより、コンパイルコード（オブジェ
クトプログラム）として生成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のコンパイラによって生成されたコンパ
イルコードの中には、局所変数である引数の値を参照す
るためのアドレスは保存されていたが、引数の名前は保
存されていなかった。したがって、ユーザーはエラーが
発生した部分の引数の名前をソースプログラムを見なが
ら調べなければならず、デバッグに多くの労力と時間を
強いられるという問題点があった。

なお、コンパイルコードの中に引数の名前を保存するこ
ともできるが、コンパイルコードのボリュームが大きく
なり、結果的にプログラム実行時の実行速度が低下して
しまう。

この発明は、プログラムの実行速度を低下させることな
く、デバッグ時に引数の名前を参照できるようにしたコ
ンパイルコード生成処理方法を提供することを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕及び〔作用〕この発明に
係わるコンパイルコード生成処理方法では、Ｌｉ５ｐ等
の関数の定義情報の中に、局所変数である引数の名前及
び値を保持するテーブルと、入城変数である変数の名前
及び値を保持するテーブルをそれぞれ異なる領域に割り
当てるようにしたものである。

実行時に引数の値を参照する場合は、スタックフレーム
の引数の領域にあるポインタを参照し、そのポインタが
指しているオブジェクトを参照する。変数の値を参照す
る場合は、スタックフレームの変数の領域にあるポイン
タを参照し、そのポインタが指しているオブジェクトを
参照する。

一方、デバッグ時において、引数の値はスタックフレー
ムの引数へのポインタを参照する。引数の名前は関数定
義の引数のテーブルを参照し、シンボルへのインデック
スを元にしてシンボルテーブルを参照する。また、変数
の値はスタックフレームの変数へのポインタを参照する
。変数の名前はそのスタックに対応した関数定義の変数
のテーブルを参照し、シンボルへのインデックスを元に
してシンボルテーブルを参照する。シンボルテーブルの
名前のフィールドが変数の名前である。

〔実施例〕

以下、この発明に係わるコンパイルコード生成処理方法
の一実施例を説明する。なお、以下の説明では、局所変
数を引数といい、入城変数を変数という。

第１図は、この発明に係わるコンパイルコード生成処理
方法において、Ｌｉ５ｐの関数をコンパイルしたときに
生成されるコンパイルコードの概要を示す説明図である
。コンパイルコードにおける関数定義テーブル１１は、
関数の定義情報を保持する関数のヘッダ１と、変数の名
前を保持する変数テーブル２と、引数の名前を保持する
引数テーブル３と、関数が実行する処理を記述している
実行コード４とから構成されている。Ｌｉ５ｐの関数を
コンパイルする場合は、最初に関数のソースコードの宣
言文に引数が含まれているか、変数が含まれているかを
判断し、引数が含まれているときは引数テーブル３にシ
ンボルを示すインデックス値（ポインタ）を登録し、変
数が含まれているときは変数テーブル２にシンボルを示
すインデックス値を登録する。

関数定義テーブル１１と共に生成される情報としてシン
ボルテーブル１２がある。シンボルテーブル１２は、各
シンボルの名前、プロパティ　（属性）、値、関数定義
を格納しておくためのテーブルである（なお、シンボル
の名前は、他の手続き型の言語でいえば変数の名前に対
応する）。また、プロパティはシンボルに付属するデー
タであり、値はそのシンボルを評価したときに得られる
データ（手続き型言語で変数の値と同じもの）である。

関数の定義を第１図で説明すると、例えば、“Ｐｌｕｓ
　　という名前の関数（この関数は、２つの引数を取り
、１つの変数を使用していたとする）があったとすると
、この関数の定義情報は関数定義テーブル１１にあり、
この関数を呼び出すためのシンボル“Ｐｌｕｇ　　はシ
ンボルテーブル１２にある。また、シンボル″Ｐｌｕｓ
　　の“関数定義”のフィールドは関数定義テーブル１
１の“Ｐｌｕｓ”のエントリ（Ｐ　１　ｕ　ｓの関数定
義の入口の部分）を指すことになる。

関数定義テーブル１１からシンボルテーブル１２へ参照
するものとしては、関数の引数と変数のシンボルの定義
を指しているもの、すなわち、引数及び変数の項目にお
ける“シンボルへのインデックス”のフィールドがある
。また、シンボルテーブル１２から関数定義テーブル１
１へ参照するものとしては、シンボルテーブル１２の“
関数定義“のフィールドがある。ただし、そのシンボル
の名前の関数がない場合には、“関数定義゛のフィール
ドは関数定義のテーブルを指すことはない。

例えば、第１図のシンボル“Ｘ″の場合は、Ｘという名
前の関数がないので、シンボル″Ｘ　の゛関数定義”の
フィールドは、関数定義テーブル〕１のどのフィールド
も指していない。なお、シンボルテーブル１２から関数
定義テーブル１１への参照が起きるのは、例えば、ユー
ザーが８式を入力して関数を直接呼び出すときや、関数
の引数としてさらに関数が渡された時である。

第２図は、関数の実行時のスタックの概要を示す説明図
である。スタックは、実行中の関数のスタックフレーム
と、その関数のワークエリアから溝底されている。また
、関数のスタックフレームは、スタックの底の方から引
数の領域５、関数の定義と実行状態の領域６、変数の領
域７が順に配置されている。第２図では、関数Ａと関数
日のスタックフレームが積まれている状態を示している
。

プログラムの実行時には、関数の呼び出しか起きるごと
にスタックにそれぞれの関数のスタックフレームが積ま
れていく。そして、関数が呼び出されると、呼び出され
た関数のスタックフレームの関数の定義と実行状態の領
域６の先頭（この例ではＡＬｉｎｋ）のアドレスが渡さ
れる。したがって、関数を実行するときには、必ず、関
数の定義と実行状態の領域６のアドレスが知らされてい
ることになる。また、関数の定義と実行状態の領域６に
含まれるフィールドの数は固定であり、何番目のフィー
ルドがどの要素なのかも固定的に決まっている。

次に、上述したコンパイルコードにおいて、プログラム
実行時に引数と変数を参照する場合の処理手順を、第１
図、第２図を参照しながら、第３図及び第４図のフロー
チャートに基づいて説明する。

第３図は、実行時に引数の値を参照する場合の処理手順
を示すフローチャートである。引数にアクセスする場合
は、スタックフレームにある関数の定義と実行状態の領
域６の先頭（ＡＬｉｎｋ）のアドレスから１を引き、引
数の領域５の“引数領域の先頭”へのポインタのアドレ
スを得る（ステップ１０１）。そして、６引数領域の先
頭”に引数の領域５の先頭からのオフセットを加えて、
“引数へのポインタ′のアドレスを得る（ステップ１０
２）。例えば、１番目の引数のときはオフセットはＯと
なるので“引数領域の先頭”＋０となり、３番目の引数
のときはオフセットは２となるので“引数領域の先頭”
＋２となる。

次に、このようにして得られたアドレスから、引数の領
域５にある“引数へのポインタ“を参照しくステップ１
０３）、引数へのポインタが指しているオブジェクトを
参照する（ステップ１０４）なお、実行時に必要な引数
の情報は、その値だけであり、名前を参照することはな
い。

第４図は実行時に変数の値を参照する場合の処理手順を
示すフローチャートである。変数の値を参照する場合は
、まず、スタックフレームにある関数の定義と実行状態
の領域６の最後の次のアドレスを計算する（ステップ２
０１）。例えば、関数の定義と実行状態の領域６のサイ
ズが固定で、ここでサイズをＦとすると、変数の領域７
の先頭のアドレスは、関数の定義と実行状態の領域６の
先頭のアドレス十Ｆとなる。

次に、このようにして求められた変数の領域７の先頭の
アドレスに、何番目めの変数かに応じて変数の領域７の
先頭からのオフセットを加え、変数へのポインタのアド
レスを得る（ステップ２０２）。そして、このアドレス
から変数へのポインタを参照しくステップ２０３）、変
数へのポインタが指しているオブジェクト（データ）を
参照する（ステップ２０４）。なお、実行時に必要な変
数の情報は、その値だけであり、名前を参照することは
通常はない。

関数をデバッグするときのデバッガは、スタックの中を
見るときに、関数の呼び出し関係を示しているポインタ
を辿り、それぞれの関数のスタックフレームを参照する
。関数の呼び出し関係を示しているポインタは、関数の
スタックフレームのうち、関数の定義と実行状態の領域
６の先頭を指している。したがって、デバッグするとき
には、必ず、関数の定義と実行状態の領域６のアドレス
が知らされていることになる。

次に、プログラムのデバッグ時に引数と変数を参照する
場合の処理手順を第５図及び第６図のフローチャートに
基づいて説明する。

第５図は、デバッグ時に引数の名前を参照する場合の処
理手順を示すフローチャートである。引数の名前を参照
する場合は、まずスタックフレームにある、関数定義と
実行状態の領域６のアドレスに２を加え、“関数定義へ
のポインタ”のアドレスを得る（ステップ３０１）。そ
して、このアドレスから“関数定義へのポインタ″を参
照しくステップ３０２）、“関数定義へのポインタ”が
指している関数の定義を参照する（ステップ３０３）。

続いて、関数の定義の先頭のアドレスに関数のヘッダの
サイズ（固定値）と変数の個数×２を加え、引数テーブ
ル３の先頭のアドレスを得る（ステップ３０４）。次に
、引数テーブル３の先頭のアドレスにオフセットを加え
、参照したい引数のシンボルへのインデックスのアドレ
スを得る（ステップ３０５）。さらに、参照したい引数
のシンボルへのインデックスを参照しくステップ３０６
）、インデックスが指すシンボルテーブルでの定義を参
照する（ステップ３０７）。そして、シンボルの定義の
うちの名前のエリアを参照する（ステップ３０８）。な
お、デバッグ時に引数の値を参照するときは、実行時と
同様の処理（第３図）を行う。

第６図は、デバッグ時に変数の名前を参照する場合の処
理手順を示すフローチャートである。変数の名前を参照
する場合は、まずスタックフレームにある、関数定義と
実行状態の領域６のアドレスに、固定したオフセット（
−２）を加え、“関数定義のポインタ”のアドレスを得
る（ステップ４０１）。このアドレスから“関数定義へ
のポインタ”を参照しくステップ４０２）、“関数定義
へのポインタ”が指している関数の定義、を参照する（
ステップ４０３）。そして、関数の定義の先頭のアドレ
スに関数のヘッダのサイズ（固定値）を加え、変数テー
ブル２の先頭のアドレスを得る（ステップ４０４）。続
いて、変数テーブル２の先頭のアドレスにオフセットを
加え、参照したい変数のシンボルへのインデックスのア
ドレスを得る（ステップ４０５）。さらに、参照したい
変数のシンボルへのインデックスを参照しくステップ４
０６）、インデックスが指すシンボルテーブルでの定義
を参照する（ステップ４０７）。そして、シンボルの定
義のうちの名前のエリアを参照する（ステップ４０８）
。なお、デバッグ時に変数の値を参〇、αするときは、
実行時と同様の処理（第４図）を行う。

上記方法によれば、例えば、関数Ａから関数Ｂを呼び出
す場合、関数Ｂの引数を評価し結果をスタックに積んで
関数Ｂを起動する。関数Ｂの評価は、関数Ａのスタック
フレームの後にあるワークエリア（第２図参照）で行う
。スタックを使って引数を評価すると、結果（引数への
ポインタ）がＴｏｐ　　ｏｆ　　５ｔａｃｋに残る。関
数Ｂの引数を順に評価すると、結果として引数のポイン
タがスタックに順番に並ぶことになる。これは関数Ｂの
スタックフレームの引数のエリアとして使うことができ
、新たにスタックに引数を積む必要がない。したがって
、余分に引数をコピーすることがなくなり、関数の呼び
出しを高速化することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係わるコンパイルコー
ド生成処理方法によれば、引数の名前及び値を保持する
テーブルと、変数の名前及び値を保持するテーブルをコ
ンパイルコード内の異なる領域に割り当てるようにした
ため、実行時においては、関数の呼び出し時の引数の受
は渡しを高速化することができる。また、デバッグ時に
は引数の名前を容易に参照することができるので、デバ
ッグ時の手間を大幅に軽減することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はＬｉ　ｓｐの関数をコンパイルしたときに生成
されるコンパイルコードの概要を示す説明図、第２図は
関数の実行時のスタックの概要を示す説明図、第３図は
実行時に引数の値を参照する場合の処理手順を示すフロ
ーチャート図、第４図は実行侍に変数の値を参照する場
合の処理手順を示すフローチャート図、第５図はデバッ
グ時に引数の名前を参照する場合の処理手順を示すフロ
チャート図、第６図はデバッグ時に変数の名前を参照す
る場合の処理手順を示すフローチャート図である。 １・・・関数のヘッダ、２・・・変数テーブル、３・・
・引数テーブル、４・・・実行コード、５・・・引数の
領域、６・・・関数の定義と実行状態の領域、７・・・
変数の領域、１１・・・関数定義テーブル、１２・・・
シンボルテブル。 Ｆｌｌ’ｌ歓の１轟 第 図 シンボルめ完」へ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 関数型言語の関数をコンパイルしてコンパイルコードを
   生成するコンパイルコード生成処理方法において、 引数の名前及び値を保持するテーブルと、変数の名前及
   び値を保持するテーブルをコンパイルコード内の異なる
   領域に割り当てるようにしたことを特徴とするコンパイ
   ルコード生成処理方法。