JPH056227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 配列処理プログラムのベクトル化における、代
入処理の最適化を強化する処理方式である。

配列データの領域にベクトルレジスタの内容を
代入する２処理が同名の配列について続き、少な
くとも一方にマスク指定がある組合わせがある場
合に、両配列データ領域が一致し、両処理間に分
岐命令が無い等の条件により、２代入処理を１代
入処理と所要のレジスタ間転送処理によつて置換
する。

この方式により、主記憶装置へのアクセスを減
少し目的プログラムの実行効率を改善する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、ベクトル処理装置によつて実行され
るための配列処理プログラムのベクトル化におけ
る、ベクトル化プログラムの最適化処理方式に関
する。

ベクトル処理装置は、配列データに関する演算
を、いわゆるパイプライン制御方式によつて連続
的に処理して、高速処理を実現する処理装置であ
る。

従つて、ベクトル処理装置を有効に利用するた
めには、データをできるだけ大きな１次元ベクト
ルとして扱えるように、FORTRANプログラミ
ング言語等で記述された原プログラムを所謂ベク
トル化して、ベクトル命令に対応するようなベク
トル化プログラムを生成する処理を行う。

この際併せて、プログラムの実行効率を改善す
るようにプログラムを修正する、いわゆる最適化
処理が行われる。

〔従来の技術〕

第２図は、計算機システムの一構成例を示すブ
ロツク図である。

ベクトル処理装置１は、主記憶装置２にある配
列データの所要部分を、主記憶装置２から読み出
して、アクセス制御部６を経てベクトルレジスタ
３の所要レジスタにロードする。

演算はベクトルレジスタ３上のデータについて
実行され、ベクトルレジスタ３上のデータを演算
パイプライン４によつて処理し、処理結果はベク
トルレジスタ３へ格納される。

原プログラム上における、配列に指定のデータ
を代入する処理は、主記憶装置２にある配列デー
タの領域へ、ベクトルレジスタ３から所要のデー
タを格納する処理として、アクセス制御部６によ
り実行される。

マスクレジスタ７は、ベクトル要素データに対
応するマスクビツトを保持するレジスタである。
ベクトル処理の各種命令で、マスクの指定がある
場合、被処理ベクトルの要素データと同期して、
マスクレジスタ７から指定のマスクビツトが読み
出される。

マスクビツトは、例えばオンであれば対応する
要素データについて当該処理を実行し、オフであ
れば処理実行を抑止する制御に使用される。

ベクトル処理装置１で実行されるロード、演
算、代入処理等のベクトル命令は、命令制御部５
で制御され、演算命令による所要の制御情報は、
ベクトルレジスタ３及び演算パイプライン４へ送
られ、主記憶装置２に対するアクセス命令の場合
には、アクセス先アドレスに関する情報と所要の
制御情報がアクセス制御部６へ送られる。

ベクトル処理装置１で実行されるべきプログラ
ムは、はじめFORTRAN言語等で記述された原
プログラムとして作成され、いわゆるコンパイラ
がベクトル化及び翻訳処理を行つて、目的プログ
ラムを生成する。

例えば第３図ａはFORTRAN言語による原プ
ログラムの例であり、このプログラムの意味は公
知のように、配列Ｍの要素Ｍ（）が真（例えば
１）であれば、配列要素Ａ（）に値0.0を代入
し、Ｍ（）が偽（例えば０）であれば、値1.0を
代入するという処理を、＝１から128までの127
要素について行うことを指定している。

従つて、通常のいわゆるスカラ処理装置でこの
プログラムを実行する場合には、公知のように、
主記憶装置２からＭ（）を１要素読んで、その
内容により0.0を代入するか、1.0を代入するか決
定し、Ａ（）への代入を実行する１要素ごとの
処理シーケンスを128回反復するようにされる。

このプログラムをベクトル処理装置で実行する
場合には、第３図ｂに概念的に示すようにベクト
ル化され、各配列データに連俗的に同種の処理を
実行するベクトル命令を有効に使用できるように
構成される。

第３図ｂにおいて、vt1、vt2等はベクトルレジ
スタ３の一部をなす所要レジスタ群を指定し、
mt1、mt2等はマスクレジスタ７のビツト群の指
定であり、配列の添字中の＊は、ベクトルとして
処理する指定の範囲を意味する。なお、それらを
定義する部分のプログラムは図示していない。

従つて、プログラム文１０はマスクレジスタ７
のmt1に配列Ｍ１のデータをロードするベクトル
命令、プログラム文１１はマスクレジスタ７の
mt2に、mt1の否定値（各マスクビツトの反転
値）を転送するベクトル演算命令を意味する。

なお、配列Ｍ１は、前記原プログラムの配列Ｍ
の要素に対応する値を有するビツトを、各要素と
する配列であつて、図示外のプログラムで別途準
備されているものとする。

プログラム文１２，１３は、それぞれベクトル
レジスタ３のvt1及びvt2の全要素に、指定の常数
を設定するベクトルロード命令を示す。

プログラム文１４，１５は何れも配列Ａへの代
入処理であり、それぞれベクトルレジスタのvt1
又はvt2の内容を、マスクレジスタのmt1又はmt2
の制御によつて選択的に代入するベクトル代入命
令に対応する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第３図ｂのプログラムにより、原プログラムの
配列Ａへの代入処理が、プログラム文１４におけ
るmt1によりマスクされた要素への0.0の代入と、
プログラム文１５における、プログラム文１４で
代入されない要素への1.0の代入とで構成される。

このように、配列の連続する要素への代入処理
の形にベクトル化されることによつて、ベクトル
処理装置１により、一般にスカラ処理装置による
より高速の処理が可能になる。

しかし、２代入処理が同一領域に行われるの
で、各要素には何れか一方の値が代入されること
が目的であるのに、各要素に２回の参照が必要と
なり、実行効率改善の余地を有する。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は、本発明の構成を示すブロツク図であ
る。

図の１９はコンパイラの代入最適化処理部を示
し、代入最適化処理部１９の、２０は代入組合わ
せ検出部、２１は置換条件検査部、２２は重なり
検査部、２３は置換処理部である。

〔作用〕

最適化処理において、代入最適化処理部１９の
代入組合わせ検出部２０はベクトル化プログラム
から、同じ配列名の配列に関して連続する代入文
の組合わせ（即ち、他の文はあつてもよいが、当
該配列に対する第３の代入文を挟まない組合わ
せ）を検出し、代入最適化候補の組合わせのリス
トを作る。

置換条件検査部２１は、候補リストから分岐文
が中間に無いこと等の所定の条件に合う、即ち第
１の代入文から第２の代入文に至るプログラムの
実行経路が常に存在し、両代入文の実行はその実
行経路のみによる組合わせを選択し、有効な組合
わせとしてリストに残す。

重なり検査部２２は、候補リストに残る各組合
わせについて、２代入文の両配列の指定領域が一
致し、且つ両代入文の中間にあるプログラム文で
参照される同名の配列の領域と重なりが無い組合
わせを、最適化の対象として決定する。

置換処理部２３は、決定した組合わせについ
て、２代入文を置換して、所要のベクトルレジス
タ間転送処理、所要のマスクレジスタ設定処理、
及び１個の代入文にする。

以上により、主記憶装置へのアクセスを減少す
ることによる実行効率改善が得られる。

〔実施例〕

コンパイラの代入最適化処理において、第１図
の代入組合わせ検出部２０はベクトル化したプロ
グラム文を走査し、同じ配列名の配列への代入文
が連続している組合わせ（即ち、他の文はあつて
もよいが、当該配列に対する第３の代入文を挟ま
ない組合わせ）、例えば第３図ｂの例において、
プログラム文１４からプログラム文１５までの区
間の配列Ａを検出し、代入最適化候補の組合わせ
の候補リスト２５を作る。

なお、この例で該当の２代入文は隣接し、両プ
ログラム文の間に他のプログラム文が無いが、２
代入文が隣接することは、前記のとおり必要な条
件では無い。

置換条件検査部２１は、候補リスト２５の各組
合わせについて、例えば２代入文の間のプログラ
ムに分岐文が無いこと等の所定の条件、即ち組合
わせの最初の第１の代入文から後の第２の代入文
に至るプログラムの実行経路が常に存在し、両代
入文の実行はその実行経路のみであつて、第１の
代入文のみ実行して第２の代入文が実行されなか
つたり、第１の代入文の実行無しに第２の代入文
が実行されることが無いことを検査し、それらの
条件を満足する組合わせのみを、有効な組合わせ
としてリストに残す。

重なり検査部２２は、候補リスト２５に残る各
組合わせについて、例えば重なり情報２４を参照
して、両代入文の配列の指定領域が一致するこ
と、及び両代入文の間のプログラムに同名の配列
を参照するプログラム文がある場合には、それら
の何れの配列の領域とも重なりが無いことを条件
として、最適化の対象とする組合わせを決定す
る。

重なり情報２４は、例えば原プログラムのベク
トル化処理等においても必要とされる情報であつ
て、プログラム上の各同名配列ごとに、それらの
配列間について、プログラム上で指定されている
添字を照合することにより、指定領域の重なり状
態を、「完全に重なる」、「重なりあり」、「重なり
無し」のように表示するものである。

前記第３図の例の場合、プログラム文１４とプ
ログラム文１５との配列Ａは全く同一の添字記号
が指定されているので「完全に重なる」表示とな
つていて、両代入文の間にはこれと重なる領域を
参照するプログラム文は無いので、重なり検査部
２２は前記条件から、この組合わせを最適化の対
象と決定する。

置換処理部２３は、前記で決定した組合わせに
ついて置換を実行するために、ベクトルレジスタ
３に置換のためのベクトルレジスタ（vt10とす
る）を設け、置換対象の代入文に対応して、代入
元からvt10へのレジスタ間転送文を生成する。

又、該代入文のマスク制御指定におけるマスク
情報の論理和マスク情報（mt10とする）を作る
プログラム文、及びmt10によるマスク制御のも
とに、vt10を代入する代入文を生成して、それら
生成したプログラム文で元の２代入文を置き換え
て処理を終わる。

その結果第３図ｂのプログラム例の場合には、
第３図ｃのように置換したプログラムになる。図
において、プログラム文３０〜３３が、ｂのプロ
グラム文１４，１５を置換するために生成され
る。

なお、前記の置換処理部２３の処理において、
２代入文の一方のみマスク制御がある場合には、
生成する代入文のマスク制御は不要になり、従つ
て前記のmt10を作るプログラム文も不要になる。

又、後の代入文にマスク制御が無い場合には、
指定領域の全配列要素が、後の代入文で更新され
るので、単に前の代入文を削除すればよく、前記
のvt10へのレジスタ間転送も不要となる。

〔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、ベクトル処理装置で実行するプログラムの最
適化処理において、配列への代入処理における主
記憶装置へのアクセスを減少する最適化が強化さ
れるので、実行効率を向上する目的プログラムが
得られるという著しい工業的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロツク図、第２
図はベクトル処理装置の一構成例ブロツク図、第
３図はプログラム例の説明図である。 図において、１はベクトル処理装置、２は主記
憶装置、３はベクトルレジスタ、４は演算パイプ
ライン、５は命令制御部、６はアクセス制御部、
７はマスクレジスタ、１０〜１５，３０〜３３は
プログラム文、１９は代入最適化処理部、２０は
代入組合わせ検出部、２１は置換条件検査部、２
２は重なり検査部、２３は置換処理部、２４は重
なり情報、２５は候補リスト、を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 配列処理プログラムより、ベクトルレジスタ
   を有するベクトル処理装置によつて実行するため
   のベクトル化プログラムを生成する処理を行う計
   算機において、 該ベクトル化プログラム上の同名の配列に対す
   る第１及び第２の代入処理であつて、該両代入処
   理の間に該配列に対する第３の代入処理が無く、
   第１の代入処理から第２の代入処理に至るプログ
   ラムの実行経路が常に存在し、該両代入処理の実
   行はその実行経路のみによる、第１及び第２の代
   入処理の組合わせを検出する手段２０，２１、 各該組合わせごとについて、該両代入処理の代
   入先の配列データ領域が一致し、且つ該両代入処
   理の中間に当該配列データ領域内を参照する処理
   を挟まないことを条件として、該条件を満足する
   該組合わせを決定する手段２２、 及び、各該決定した組合わせごとについて、前
   記２代入処理を、１個の代入処理と、所要の前記
   ベクトルレジスタ間転送処理及びマスク情報生成
   処理とに置換する手段２３を有することを特徴と
   するベクトル代入最適化処理方式。