JPH0736680A

JPH0736680A - 並列化プログラム開発支援装置

Info

Publication number: JPH0736680A
Application number: JP5202056A
Authority: JP
Inventors: Michimasa Aramaki; 道昌荒巻; Takeshi Ichimatsu; 健一松; Fujiki Fujii; 藤樹藤井; Yoshinori Mogi; 義則茂木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1993-07-23
Filing date: 1993-07-23
Publication date: 1995-02-07

Abstract

(57)【要約】【目的】プログラム中の並列化できる可能性のある箇
所を自動的に検出し、それを知らせる並列化プログラム
開発支援装置を提供すること【構成】公知のコンパイラ１に開発支援装置２が接続
される。すなわち、プログラム解析部４を共有し、その
プログラム解析部にて所定の処理を行うブロック単位に
分割し、解析ツリー生成部１３にてブロックの依存関係
を検出してツリー構造を生成する。ツリー化をすること
により分岐され互いに依存関係のないブロック同士は並
列処理可能であることがわかるのでそれをブロックエン
トリー部１４にて検出し、各ブロック名，プログラムの
行番号並びに関連する他のブロックについてテーブルを
作成し、二次記憶部１５に格納する。表示用データ作成
部１６では、二次記憶部に格納されたデータに基づいて
依存関係のない並列化可能なブロックを抽出し、少なく
とも並列可能なブロックに関する情報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、並列化プログラム開発
支援装置に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】従来、アプリケーションの高速処理等の
ための並列化プログラムを作成する場合、プログラマー
が予め並列化することを意識して作成しなければならな
かった。また、多くの場合、並列化を意識せずにプログ
ラムを作成するが、係る場合に、作成後並列化しようと
すると、プログラマーは自分でプログラムリスト全体を
再検討しながら並列化用のプログラムを修正・作成しな
ければならず、その作業は煩雑である。しかも、プログ
ラムの容量が大きくなればなるほど、並列化できるとこ
ろを検出することも困難となる。

【０００３】また、コンパイラが自動的に並列化を行う
ものもあったが、これも予めコンパイルできるようにプ
ログラムを作成する必要があり、その適用範囲も狭く汎
用性に欠けるものであった。

【０００４】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、たとえプログラマー
が並列化のことを意識せずに作成したプログラムであっ
ても、並列化できる可能性のあるところを自動的に検出
し、それを知らせることによりプログラム開発の支援を
行うことのできる並列化プログラム開発支援装置を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明に係る並列化プログラム開発支援装置で
は、与えられたプログラムを所定の処理を行うブロック
単位に分割するブロック分割手段４と、そのブロック分
割手段により分割されたブロックの依存関係を検出しツ
リー構造を生成する解析ツリー生成手段１３と、解析ツ
リー生成手段の出力を受け、少なくとも前記各ブロック
を構成するプログラム部位の存在箇所並びにそのブロッ
クが接続される親ブロックと子ブロックの情報を関連付
けるとともに記憶手段１５に格納する手段１４と、前記
記憶手段に格納された前記関連付けられた情報に基づい
て、相互に依存関係のない並列化可能なブロックを抽出
すると共に、少なくともその並列可能なブロックに関す
る情報を出力する手段１６とから構成した。

【０００６】

【作用】プログラムをブロック分割手段に入力すると、
そこにおいて所定の処理を行うブロック単位に分割し、
その分割されれたブロックを解析ツリー生成手段１３に
送り、相互の依存関係・接続関係を検出してツリー構造
を生成する。ツリー化をすることにより、各ブロックの
接続関係は明確になり、あるブロックから分岐され互い
に依存関係のないブロックがあるとそのブロック同士は
並列処理可能であることがわかるのでそれを検出し記憶
手段に格納する。そして情報を出力する手段により、上
記記憶手段に格納されたデータを読み出すと共に依存関
係のない並列化可能なブロックを抽出し、少なくとも並
列可能なブロックに関する情報を出力する。すると、プ
ログラマー等は、係る出力された情報を見ることによ
り、一連のプログラムの中で並列可能な箇所を容易に認
識することができるため、係る並列化情報に基づいて並
列化プログラミングを行うことになる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係る並列化プログラム開発支
援装置の好適な実施例を添付図面を参照にして詳述す
る。図１は本発明の一実施例の全体構成を示している。
同図に示すように、公知のコンパイラ１に本発明の並列
化プログラム開発支援装置２を接続している。すなわ
ち、コンパイラ１は、原始言語（ソースコード）を生成
する（一部拡張された場合には、コンパイラ処理可能な
現資源語で書かれたプログラムに変換することも行われ
る）プリプロセス処理部（プリコンパイラ）３の出力
（原子プログラム）を、プログラム解析モジュール４に
送り、ここにおいて与えられた原始プログラムの文字列
を意味のある基本単位の字句に分割分化すると共に、原
子言語として許されている構文であるか否かのチェッ
ク，文がどの様な階層構成になっているか等の構文解析
を行うようになっている。

【０００８】そして、その構文解析結果を次段の意味解
析部５に送り、そこにおいて構文解析された結果をもと
に、意味的な正しさのチェックを行い、変数宣言されて
いる場合にはその変数の名前，型等の情報を記号表に登
録し、また、実行文を認識した場合にはその実行文の内
容の特定，その文中に使用されている変数などのチェッ
クをし、それに対応する内部形式を生成した後、係る意
味解析結果を最適化部６に送る。

【０００９】最適化部６では、与えられた内部形式等を
検査し、冗長な処理をなくし、実行速度のより速い命
令，より小さい目的プログラムの生成を可能にするべく
中間言語の改良を行うようになっている。そして、上記
各処理の結果が、最終段のコード生成部７に与えられ、
アセンブリ言語，機械語などの目的コードに変換するよ
うになっている。なお、上記した各モジュール３〜７
は、従来公知のコンパイラと同様であるため、各部の機
能の詳細な説明は省略する。

【００１０】次に開発支援装置２について詳述すると、
本例では上記プログラム解析モジュール４を含み、その
プログラム解析モジュール４から出力される解析結果に
基づいて所定の処理を行うものである。そして、説明の
便宜上プログラム解析モジュール４の内部構成について
説明する。

【００１１】図２に示すように、プログラム解析部４
は、大域ブロックに対して解析を行う大域ブロック依存
解析部１１と、小ブロックに対して解析を行う小ブロッ
ク依存解析部１２とから構成されている。ここで大域ブ
ロックとは、例えば複数のプログラムを合成して１つの
新たなプログラムを生成したような場合には、合成前の
各プログラムの単位が大域ブロックとなり、関数，ファ
イル名が変わるような大きな単位である。また、小ブロ
ックとは、一つのループを構成する部分や、ｉｆ条件文
の及ぶ範囲などのある処理を実行し得る単位をいう。

【００１２】そして、大域ブロック依存解析部１１で
は、具体的にはファイル依存解析部１１ａにて、プログ
ラム中の「ファイル」，「関数」，「ジャンプ」を検出
し、その単位で分割して各大域ブロックと設定する。そ
して、関数依存解析部１４にて各大域ブロック中に存在
する変数を参照することにより各大域ブロック間の依存
関係を検出する。

【００１３】小ブロック依存解析部１２は、構文解析部
１２ａ並びに字句解析部１２ｂを有し、与えられた各大
域ブロック毎に上記した構文解析並びに字句解析を行い
各小ブロック間の依存関係を検出する。また係る処理と
並列にそのブロック内を小ブロックに分割する。この分
割処理は、分岐命令単位に行う。すなわち、プログラム
を走査して分岐命令を検出し、原則として１つの分岐命
令から次の分岐命令の１つ上までが１つの小ブロックを
構成する。但し１のループ内に別のループが存在する入
子構造の場合には、一番外枠が小ブロックの単位とな
る。

【００１４】そして、上記プログラム解析部４の出力
が、解析ツリー生成部１３に与えられる。この解析ツリ
ー生成部１３では、内蔵するブロックレベル分割部１３
ａにより、与えられた小ブロック間の依存関係に基づい
てそれぞれ各ブロックをノードとしたツリーが生成され
るとともに、各小ブロックにレベル値が設定される。こ
のレベル値は、ツリーの頂点の小ブロックを１とし、以
下、分岐が起こるごとにレベル値をインクリメントする
ようになっている。したがって、図３に示すように複数
のブロック（ブロック３とブロック７）であってもそれ
が直列接続されている（分岐しない）ような場合には、
それらは同一のレベル値が設定される。また、あるブロ
ック（ブロック４）から複数のブロック（ブロック５と
ブロック６）に分岐されたような場合には、係る複数の
ブロックも同一レベルとなる。

【００１５】さらに、この解析ツリー生成部１３は、ブ
ロック修正部１３ｂを有し、上記ブロックレベル分割部
１３ａによってレベル分割されたブロック構造に基づい
てブロックの統合処理を行う。具体的には、直列接続さ
れたブロックを統合して新たな単一のブロックとして再
定義するようにしている。すなわち、図３の例に従って
説明すると、例えばレベル１のブロック１とブロック２
を統合して新たなブロックとして定義（ブロックＡ）す
る。そして、この定義は、ソースプログラムの行番号で
行うようにしている。係るブロック修正を行うことによ
り図３に示すツリー構造が図４に示すように再定義され
る。

【００１６】この様に再定義するのは、並列処理可能な
ブロック（モジュール）と不可能なブロック（モジュー
ル）とを明確化するためである。つまり、例えば図３に
示すブロック３とブロック４は、いずれもブロック２の
後に処理されるべきものでありしかも両者の間で変数の
参照などの依存関係が存在しないため並列実行可能であ
ることを意味する。同様にブロック７とブロック４との
間でも何等依存関係がないため並列処理が可能である
が、ブロック７はブロック３の後に処理されるものであ
り、すぐにブロック４と並列処理可能か否かの判断が困
難な場合がある。特に、プログラムの容量が増大し、ツ
リー構造が複雑化した場合にはなおさらである。しか
し、図４に示すように統合して再定義したツリー構造で
は並列処理が可能であるか否かがより簡単に判別するこ
とができるようになる。

【００１７】一方、この様にしてブロック修正された結
果が次段のブロックエントリー部１４に送られ、ここに
おいて与えられたツリー構造に基づいてブロックエント
リーテーブル（図５参照）が作成され、二次記憶部１５
に格納される。具体的には、エントリーテーブル生成部
１４ａにて各ブロックの依存関係を検出し、そのブロッ
クのレベル値，ブロック名（再定義されたもの）並びに
ソースプログラムの行番号（ブロック修正部１３ｂで定
義されている）と、そのブロックと接続関係（依存関
係）にある親ブロック名並びに子ブロック名のテーブル
を作成する。そして、その様にして作成されたテーブル
が書込み部１４ｂを介して二次記憶部１５に格納され
る。

【００１８】さらに、この二次記憶部１５に格納された
テーブルデータは、表示用データ作成部１６により読み
出され、並列化情報、すなわちブロックの依存関係グラ
フ（図４に示すツリー）化し、並列化可能なブロックの
ソースプログラムの行番号を抽出し、それを図外の表示
装置，プリンタなどの出力装置に対して出力するように
なっている。これにより、プログラム作成者等は、出力
された情報に基づいて並列化可能なブロック（モジュー
ル）を容易に認識することができ、その情報に基づいて
ソースプログラムに対して並列化処理可能になるように
所定の修正処理を施す。すなわち、並列化を意識しない
で作成したプログラムに対し、本装置を実行することに
より並列化可能な箇所を自動的に検出することができ、
開発支援が行われ、並列化プログラムの開発に要する労
力・時間が軽減する。

【００１９】そして、かかる機能をデバッガに取り入れ
ることにより、デバッグ効率が向上する。また、並列コ
ンパイラの性能評価にも使用することができる。さらに
は、専用ユーザインタフェースでプログラムの依存関係
や並列情報が表示されるため、プログラム構造分析や並
列化プログラミングのトレーニングに有効に機能する。
すなわち、並列化を意識して作成したプログラムを本装
置に入力することにより、並列状態をツリー構造という
視覚で簡単に認識できるため、自己が行った並列化プロ
グラミングの評価ができるのである。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る並列化プロ
グラム開発支援装置では、並列化可能なブロック（プロ
グラムの所定のモジュール）を自動的に検出し、表示等
の出力がされる。すなわち、検出困難な並列化可能な箇
所が自動的に抽出されるため、開発に要する時間・労力
が短縮される。また、ブロック分割手段で分割された所
定のブロックを統合する手段を設けた場合には、より各
ブロックの接続状況が明確になり、並列プログラミング
の開発支援効率が上昇する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る開発支援装置の好適な一実施例を
示すブロック図である。

【図２】本実施例の開発支援装置の内部構造を示すブロ
ック図である。

【図３】解析ツリー生成部のブロックレベル分割部の作
用を説明する図である。

【図４】解析ツリー生成部のブロックレベル修正部の作
用を説明する図である。

【図５】二次記憶部に格納されるテーブルのデータ構造
の一例を示す図である。

【符号の説明】

２並列化プログラム開発支援装置４プログラム解析部（ブロック分割部）１３解析ツリー生成部１３ａブロックレベル分割部１３ｂブロック修正部１４ブロックエントリー部（記憶手段に格納する手
段）１５二次記憶部（記憶手段）１６表示用データ作成部（情報を出力する手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者茂木義則京都府京都市右京区花園土堂町10番地オムロン株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】与えられたプログラムを所定の処理を行
うブロック単位に分割するブロック分割手段と、そのブロック分割手段により分割されたブロックの依存
関係を検出しツリー構造を生成する解析ツリー生成手段
と、解析ツリー生成手段の出力を受け、少なくとも前記各ブ
ロックを構成するプログラム部位の存在箇所並びにその
ブロックが接続される親ブロックと子ブロックの情報を
関連付けるとともに記憶手段に格納する手段と、前記記憶手段に格納された前記関連付けられた情報に基
づいて、相互に依存関係のない並列化可能なブロックを
抽出すると共に、少なくともその並列可能なブロックに
関する情報を出力する手段とを備えた並列化プログラム
開発支援装置。
【請求項２】前記解析ツリー生成手段が、前記分割さ
れたブロックの接続関係を検出し、直列接続されたブロ
ック同士を統合して新たなブロックとして再定義するブ
ロック修正手段を備えた請求項１に記載の並列化プログ
ラム開発支援装置。