JPS6320683A - ベクトル代入最適化処理方式 - 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〕 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−敗し、画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
等によって置換する。

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５こよって実行されるため
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って連続的に処理して、
亮速処理を実現する処理装置である。

従って、ベクトル処Ｆ　Ｌ５　、Ｚ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。

この隔世せて、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、計算幾システムの一構成分りを示すプロ、り
図である。

ベクトル処理装置１は、主起・厖装置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１演算パイプライン
４によって処理し、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ＣＤＲｂ１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↓こ対応する
マスクビッ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ットが読み出される。

マスクビットは、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′４″＃部５で制”（ｌ
され、演算命令による所要の制′４１■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
訳処理を行って、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の要素旧■）が真（例えば１）であれぼ、配
列要素Ａ（１）に値０．０を代入し、Ｍ（１）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１２８要素について行うことを
指定している。

従って、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（１）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（１）への代
入を実行するｌ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、
各配列データに連続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ｔｂ）において、Ｖｔｌ、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、ｍｔｌ
、ｍｔ２等はマスクレジスタ７のビット群の指定であり
、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。

従って、プログラム文１０はマスクレジスタ７のｉｉｌ
に配列Ｍｌ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、ｍｔｌの否
定値（各マスクビットの反転値）を転送するヘクトル演
算命令を意味する。

なお、配列旧は、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ットを、各要素とする配列であって
、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ｖｔｌ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ｖｔｌ又はｖｔ２
の内容を、マスクレジスタのｍｔｌ又はｍｔ２の制ｊ■
によっ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（１））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ｍｔｌ
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って、ベクトル処理装置ｌによ
り、一般にスカラ処ｌｉ１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口約であるのに
、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ック間である。

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
名の配列に関して続く代入文の組合わせを検出し、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、決定した各組合わセについて、２代
入文をＴｒ　７０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続いている組合わせ
、例えば第３図ｔｂｌ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の各題名わせに
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÷ｉトＪ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、肩代
人文の配列の指定領域が一致すること、及び肩代人文の
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って、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」、「重なり無しヨ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」表示となっていて、肩代人文の
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（ｖ　ｔ　１０とする）を設け、置
換対象の代入文に対応して、代入光からｖｔｌＱ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（ｍｔｌｏとする）を作るプログラム文
、及びｍｔｌＯによるマスク制御のちとに、ｖｔｌＯ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代入文を置き喚えて処理を終わる。

その結果第３図（１＋）のプログラム例の場合には、第
３図（Ｃ）のように１摸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、従って前記のｍｔｌｏ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ｖｔｌＱ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皇紀ｔα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ック図、第２図はベク
トル処理装置の一構成例ブロック図、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、　２２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 本発明の構成を示すブロック図 第１図 ベクトル処理装置の一構成例ブロック図第２図 プログラム例の説明図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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っ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関して続いて
   行われる代入処理であって、少なくとも一方の該代入処
   理にマスクによる代入配列要素の選択が指定され、所定
   の条件を満足する２代入処理の組合わせを検出する手段
   （２０、２１）、該組合わせの代入先配列の配列データ
   領域の重なり状態を検査して、該両配列データ領域が一
   致し、且つ該両代入処理の中間で該配列を参照する処理
   がある場合には、該参照の配列データ領域と重なりが無
   い前記組合わせを決定する手段（２２）、及び、該決定
   した組合わせの前記２代入処理を、１個の代入処理、及
   び所要のベクトルレジスタ間転送処理及びマスク情報生
   成処理に置換する手段（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。