WO2000045260A1

WO2000045260A1 - Compilateur, procede de compilation et support de stockage sur lequel est stocke un programme pour la mise en oeuvre dudit procede

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Publication number: WO2000045260A1
Application number: PCT/JP1999/000381
Authority: WO
Inventors: Hidetoshi Iwashita
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-03
Also published as: JP3762867B2; US20040205729A1; US7073167B2

Description

明細書コンパイラ装置、コンパイル方法、

およびそのためのプログラムを格納した記憶媒体技術分野

本発明は、ある言語で記述された入力プログラムの少なくとも一部をコンパィルしてその言語と同一の言語またはその言語と異なる他の言語で記述されたプログラムを出力するコンパイラに係わる。特に、出力プログラムが For t ran または C言語などであるプリプロセッサ方式のコンパイラに係わる。背景技術

コンピュータの動作を記述するためのプログラミング言語は、使用目的や適用分野などに応じて様々な拡張言語または改良言語が開発されている。たとえば、 For t ran をベースとする拡張言語としては、 H P Fが広く知られている。また、 C言語をベースとする拡張言語としては、 C ++、 C 9x、 D P C Eなどが知られている。

ところが、これらの拡張言語で記述されたプログラム等をアセンブラまたは機械語に翻訳する際には、いったんベース言語に変換することが有利なことが多い。このため、これらの拡張言語を扱うコンパイラは、一般に、出力の言語がその拡張言語のベース言語であるプリプロセッサ方式で実現されることが多レ^ たとえば、 H P Fで記述されたプログラムを For t ranで記述されたプログラムに変換して出力するコンパイラが開発されている。関数 SUM一 SCATTER は、下記の形式で呼び出される。

SUM_SCATTER (ARRAY, BASE, I DX1, I DX2, ... , I DXn, MASK)

ここで、「ARRAY」は、任意の数値型であり、且つ任意の次元数を持つ配列である。数値型は、処理系が許す任意のバイト数の整数型、実数型、複素数型などである。「BASE」は、「ARRAY」と同じ型であり、任意の次元数を持つ配列である。「INDX1， INDX2, ... ， INDXn」は、スカラであるか「BASEj と同じ次元数を持つ配列であり、「n」は「ARRAY」と同じ次元数である。「MASK」は、スカラであるか、「ARRAY」と同じ次元数を持つ配列であるか、あるいは省略される。

したがって、たとえば、もし、処理系が 10種類の数値型を持ち、 1次元〜 7次元までの配列をサボ一トすると仮定すると、この関数の自由度は以下のように計算できる。

「ARRAY」が 1次元のときは、「ARRAY」の自由度が 10、「BASE」の自由度が 7、「n= l」なので「INDX1， INDX2, ... , INDXn J の自由度が 2、さらに「MASK」の自由度が 3である。従って、この場合、組合せの数は、 10 X 7 X 2 X 3 = 420となる。同様に、「ARRAY」が 2次元〜 7次元のときの組合せの数は以下の通りである。

2次元： 1 0 X 7 X 2 2 X 3 = 840

3次元： 1 0 X 7 X 2 ³ X 3= 1680 7次元： 10 X 7 X 27 X 3=26880

よって、合計の組合せ数は、 53340通りになる。さらに、 HPFでは、一般に、配列は複数のプロセッサに分割して配置されるので、分割配置の種類 (block, cyclic など）や分割次元の違い、および多次元分割などを考慮すると、その組合せは膨大なものとなる。

したがって、抽象度の高い組込み手続の変換を、通常のライブラリを用いて実現しょうとすると、以下の問題が生じる。

(1) すべての組合せに対応しょうとすると、ライブラリが巨大になり、結果としてそのライブラリを記憶するための記憶媒体（メモリ容量）も大きくなつてしまう。

(2) 複数のケースに対応できるような入口名（総称的な名前、あるいは抽象的な名前）を使ったとしても、結局はライブラリの中でケース分けをする必要があるので、上記（1) の問題は解決されない。

(3) 複数のケースに対応できるような入口名（総称的な名前、あるいは抽象的な名前）を使い、且つ様々な型や次元数でライブラリを作る方法も考えられるが、実際には以下の問題を伴う。

(a) 次元数の違いに対応するためには、ループのネスト数を可変にできればよいが、 Fortranや C言語ではそのような記述はできない。また、再帰呼出しで記述すると、実行速度が低下する。

(b) 型（たとえば、 4バイトの整数型や 8バイトの実数型）を共通化することは困難である。たとえば、プログラム中の式の中に整数型の数値と実数型の数値が混在していた場合、これらの型は実行コードが互いに異なるので、型ごとに処理を分ける必要がある。このため、命令列中に判断分岐が多数登場することになり、実行速度が低下する。

(c) 複数のプロセッサに分割された配列を引数としてサポートする言語においては、単純な分割（例えば、最終次元での均等な b l ock分割）に対しても一般的な分割（すべての次元において任意の分割方法で分割できる方法を想定する）と同じ扱いになるので、実行速度が低下してしまう。

このように、抽象度の高い組込み手続をプリプロセッサ方式で変換しょうとすると、ライブラリを記憶するための記憶媒体が巨大になってしまった。あるいは、記憶媒体の巨大化を回避しょうとすると、コンパイル能力が低下していた。

この問題を回避する方法の 1つとして、組込み手続のすべての部分についてライブラリを用意しておくのではなく、組込み手続の呼出しパラメ一夕に係わる部分のみをコンパイル時に生成（具体化）する方法が考えられる。例えば、インライン展開技術を用いてソースプログラム中の手続き呼出を変換する手法が考えられる。

ところが、プリプロセッサ方式のコンパイラにおいては、手続き呼出の登場場所によっては、インライン展開が出来なかったり、困難であったりすることがある。以下、問題点を説明する。

(1) 通常、宣言部において実行文を展開することは出来ない。このため、宣言部に関数呼出等が存在する場合は、それをインライン展開することはできない。もし、宣言部に登場する関数呼出等をそのままインライン展開すると、得られたプログラムをベース言語のコンパイラで翻訳したときにエラ一が発生することになる。たとえば、図 1 Aに示す入力プログラムの宣言部を For t ran プログラムにコンパイルすると、図 1 Bに示すコードが得られる。また、図 2 A に示す入力プログラムの宣言部を Cプログラムにコンパイルすると、図 2 Bに示すコードが得られる。これらの例では、宣言部において実行文（図 1の例では、関数 ABS 、図 2の例では、関数 s t r l en (s) ) が展開されているので、コンパイル結果として得られるプログラムをそれぞれ For t ranコンパイラまたは Cコンパイラで翻訳すると、エラーが発生してしまう。

(2) 実行部においても、文法上の制約により、インライン展開が出来ない場合がある。たとえば、 For t ran 90では、「where文の中では代入文以外の実行文を記述してはいなない」という制約があるので、 where 文の中に登場する関数をインライン展開できない場合が生じる。

(3) 名前の衝突の回避が困難な場合がある。たとえば、展開すべき手続内で組込み関数 SUMが使用されている場合、もし、呼び出される側で変数名 SUMが使われており、この変数が呼出の実引数として現れるとすると、同一の名前が重複するという問題を回避することは困難である。

(4) 実行文等を展開する場合、それを単にその場所に展開するだけでなく、文脈に応じて周辺のコードも変換しなければならないことがある。たとえば、図 3 Aに示すように、入力プログラムの中の ELSEIF文の条件節に関数呼出

(図 3の例では、関数 ABS) が現れる場合には、 IF文の入れ子構造を変換する必要が生じる。このため、図 3 Bに示すように、インライン展開が複雑になる。また、入力プログラムの中の DO WHILE文の条件節に呼出し関数が現れる場合は、その関数をループの直前およびループ内の双方で展開しなければならず、この場合もインライン展開が複雑になる。一方、 C言語では、たとえば、 for 文の括弧内の 2番目または 3番目の式を展開する場合には、同様に- 展開が複雑になる。このように、プログラム等をコンパイルする際、インライン展開が可能であれば、そのコンパイルに必要な情報を格納するための記憶領域を小さくすることができるなどのメリッ卜が得られるが、オブジェクト言語が処理手続を記述できる場所について制約がある言語であった場合には、インライン展開が出来なかったり、あるいは困難だったりする。すなわち、オブジェクト言語が機械語やアセンブラのように実行コードの出現場所についての制約が少ないコンパイラにおいては、インライン展開をするにあたっての問題も少ないが、ォブジェク卜言語が For t ran や C言語などのように実行コードの出現場所についての制約が多いプリプロセッサ方式のコンパイラにおいては、インライン展開をするにあたって上述のような問題が発生しやすい。

本発明の課題は、実行速度が高速で、且つコンパイルに必要な情報を格納するための記憶領域が小さくなるプリプロセッサ方式のコンパイラを提供することである。発明の開示

本発明のコンパイラ装置は、入力された第 1のプログラムをコンパイルして第 2のプログラムを出力する構成を前提とし、第 1のプログラムの一部を手続呼出に変換して上記第 2のプログラムを作成する変換ユニットと、上記手続呼出により呼び出されるべき手続の定義を記述したコードを生成する生成ュニットと、上記第 2のプログラムおよび上記生成手段により生成されたコードを出力する出力ユニットとを有する。

第 1のプログラムをコンパイルすることにより第 2のプログラムを作成する際、手続の定義を記述したコードは第 2のプログラムの外に生成され、第 2のプログラム中にはそのコードを呼び出すための手続呼出が記述される。すなわち、第 2のプログラム中には実行コードは展開されない。したがって、ォブジェクト言語が処理手続を記述できる場所について制約がある言語であった場合においても、実行されたときにエラーの発生を伴わない第 2のプログラムが得られる。また、第 2のプログラムの記述が複雑になることはなく、インライン展開を用いる場合と比べ、第 2のプログラムをべ一ス言語コンパイラで翻訳する速度の向上が期待される。さらに、上記装置においては、入力プログラム中の変換すべき対象のすべての組合せに対してコンパイルに必要な情報を用意しておく必要がないので、そのためのメモリ容量が小さくなる。図面の簡単な説明

図 1 Aおよび図 1 Bは、従来のコンパイラによってインライン展開できない例（その 1 ) である。

図 2 Aおよび図 2 Bは、従来のコンパイラによってインライン展開できない例（その 2 ) である。

図 3 Aおよび図 3 Bは、従来のコンパイラによってインライン展開が複雑になる例である。

図 4は、本実施例のコンパイラの概略動作の一例を説明する図である。図 5は、本実施例のコンパイラの機能ブロック図である。

図 6は、図 5に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 7 Aは、図 5に示したコンパイラへの入力コ一ドの例である。

図 7 Bは、図 5に示したコンパイラからの出力コードの例である。図 8は、関数 SUM を展開するためのテンプレートの例である。

図 9 Aおよび図 9 Bは、テンプレートを用いて関数 SUM を展開した結果を示す図である。

図 1 0は、本発明の他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。

図 1 1は、図 1 0に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 1 2 Aは、図 1 0に示したコンパイラへの入力コードの例である。

図 1 2 Bは、図 1 0に示したコンパイラからの出力コードの例である。図 1 3八〜図1 3 Dは、重複判定において使用する管理テーブルを説明する図である。

図 1 4は、関数 SUM を展開した結果を示す図である。

図 1 5は、抽象度の高い表現で作成したテンプレートの例である。

図 1 6は、図 1 5に示すテンプレートを用いて変換すべき対象を展開する際に比較されるパラメータを示す図である。

図 1 7は、図 1 5に示すテンプレートを用いた場合のコンパイラの出力を示す図である。

図 1 8は、本発明の更に他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。図 1 9は、図 1 8に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 2 0は、図 1 8に示したコンパイラへの入力コードの例である。

図 2 1は、図 1 8に示したコンパイラからの出力コードの例である。

図 2 2は、本発明の更に他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。図 2 3は、図 2 2に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。

図 2 4は、図 2 2に示したコンパィラへの入カコードの例である。

図 2 5は、図 2 2に示したコンパイラからの出力コードの例である。

図 2 6 Aは、入力コードの例である。

図 2 6 Bは、図 2 6 Aに示す入力コードに対応する出力の例である。

図 2 7 A〜図 2 7 D、図 2 8 A、および図 2 8 Bは、テンプレートの例である。

図 2 9は、本発明に係わるソフトウエアプログラムを実行するコンピュータのブロック図である。

図 3 0は、本発明に係わるソフトウェアプログラムの提供方法を説明する図である。発明を実施するための最良の形態

本発明は、入力されたプログラムの少なくとも一部をコンパイルするプリプ口セッサ方式のコンパイラに係わる。プリプロセッサ方式のコンパイラ（「プリコンパイラ」とも呼ばれている）は、ソースプログラムを読み込み、そのソ —スプログラムの少なくとも一部を変更してそのソースプログラムのコンパィルのための準備を行うプログラムである。以下の実施例では、 For t ranおよび C言語を採り上げ、ソースプログラムの中の呼出（関数、サブルーチン、ライブラリ等の組込み手続を呼び出すための呼出）などをオブジェクトコードに変換する機能を中心に説明する。なお、本実施例のコンパイラは、ソース言語とオブジェクト言語とが互いに異なっている場合、およびソース言語とオブジェクト言語とが互いに同じ場合の双方に適用可能である。本実施例のコンパイラの概略動作の一例を図 4を参照しながら説明する。ここでは、ソースプログラム 1が、たとえば、 Fortran の拡張言語の 1つである H P Fで記述されており、その中に「A * * N」が含まれているものとする。「A * * N」は、「Aの N乗」を表す。また、オブジェクト言語は、例えば、 For tran であるものとする。この場合、コンパイラ 2は、たとえば、ソースプログラム 1の中の「A * * N」を「P OW (A, N) 」に変換することによりオブジェクトプログラム 3を生成すると共に、「P OW (A, N) 」により呼び出されるべき手続を記述するコード（オンラインコード） 4を出力する。この手続の定義は、たとえば、「Nが所定値よりも小さいときには掛け算を実行し、 Nが所定値以上のときには巾乗演算を実行する。」である。また、コード 4は、この手続をオンライン展開することにより得られる。なお、「オンライン展開」とは、あるプログラム中に登場する手続等をそのプログラムの外でサブプログラムとして展開することを意味する。また、オンライン展開により得られるコードを「オンラインコード」と呼ぶことにする。

なお、コンパイラ 2は、必要に応じて、オブジェクトプログラム 3の手続呼出を用いてオンラインコード 4を呼び出すための記述（たとえば、インタフエ —ス宣言）をオブジェクトプログラム 3に加える。

このように、コンパイラ 2は、ソースプログラム 1の一部を手続呼出に変換することによりオブジェクトプログラム 3を生成する際、その手続呼出により呼び出されるべきコードをオンラインコード 4としてオブジェクトプログラム 3の外に作成する。すなわち、手続呼出により呼び出されるべきコードは、ォブジェクトプログラム 3の中では展開されない。従って、オブジェクト言語が手続を記述できる場所について制約がある言語であったとしても、オブジェクトプログラム 3が実行されたときに文法エラ一等が発生することはない。図 5は、本実施例のコンパイラの機能ブロック図である。ここでは、プログラム毎にソースコードが与えられることを前提とする。

ソースプログラムは、構文解析部 2 1により分解 '解析された後にコンパィラ 1 0に入力される。構文解析部 2 1は、入力コードを中間コードに変換する機能を備え、既存のプログラムをそのまま流用できる。

コンパイラ 1 0は、検出部 1 1、変換部 1 2、および展開部 1 3を備える。検出部 1 1は、変換すべき対象を検出する。具体的には、検出部 1 1は、ソースプログラムから予め決められた特定のパターン（たとえば、手続呼出など）を検出する。変換部 1 2は、検出部 1 1により検出された変換すべき対象に対応する手続名を決定し、その変換すべき対象をその手続名に置き換える。そして、コンパイラ 1 0は、変換部 1 2によりその一部が変換されたソースプログラムをオブジェクトプログラムとして出力する。展開部 1 3は、検出部 1 1により検出された変換すべき対象に対応するオンラインコ一ド（手続コ一ドまたは実行コード）を生成する。なお、このオンラインコードは、オブジェクトプログラムが実行されたときに、変換部 1 2により決定された手続名に対応付けられて呼び出される。そして、コンパイラ 1 0は、その展開部 1 3により生成されたオンラインコードを出力する。

コード生成部 2 2は、コンパイラ 1 0から出力されたォブジェクトプロダラムおよびオンラインコードをアセンブラまたは機械語に翻訳し、それらをそれぞれ出力する。コード生成部 2 2は、既存のプログラムをそのまま流用でき、最適化処理を行うこともできる。

図 6は、図 5に示したコンパイラ 1 0の動作を説明するためのフローチヤ一トである。ここでは、コンパイラ 10に入力されるソースプログラムをプラグラム P、コンパイラ 10によりコンパイルされたオブジェクトプログラムをプログラム P' と呼ぶことにする。なお、この処理は、 1つのソースプログラムが入力される毎に実行される。

ステップ S 1では、プログラム P内で変換すべき対象 C1 Cn を検出する。変換すべき対象 C1 ，...·， Cn は、たとえば、関数、サブルーチン、ライブラリの呼出である。

ステップ S 2〜S 5の処理は、ステップ S 1において検出された各変換すベき対象 CI , Cn について実行される。ステップ S 2では、変換すべき対象 Ci の特徴 Aiを抽出する。「特徴」とは、例えば、関数名などの呼び出すべき手続の名前、引数の次元、数値型などである。ステップ S 3では、変換すべき対象 Ci に対して、プログラム P内でユニークな手続名 f i を生成する。すなわち、各変換すべき対象 Cl，....， Cn に対して、互いに異なる手続名を割り当てる。

ステップ S 4では、変換すべき対象 Ci を手続 ί iの呼出に置換する。ここで、「手続 f i の呼出」とは、当該プログラムが実行されたときに、手続 f i を呼び出すための呼出である。ステップ S 5では、特徴 A iに対応する手続コ —ド Si を生成する。そして、この手続コード Siの手続名として f i を指定する。これにより、手続コード Si は、当該プログラムが実行されたときに、手続 f i の呼出により呼び出されることになる。

上記ステップ S 2〜S 5の処理をすベての変換すべき対象 C1 ，....， Cn について実行すると、プログラム Pにおいて各変換すべき対象 CI ,...., Cn がそれぞれ手続 f l ,....， f n の呼出に置換され、また、各手続 f 1 ，....， f n の呼出にそれぞれ対応して手続コード SI ， Sn が生成される。そして、ステップ S 6において、変換すべき対象 Ci を手続 f i の呼出に置き換えることにより得られるプログラム P' 、及び生成された手続コード SI , Sn が出力される。なお、プログラム P' および手続コード S1 ,....， Sn は、互いに同じファイルに出力されてもよいし、互いに異なるファイルに出力されてもよい。また、ソースコードが複数のプログラム単位を含む場合には、各プログラム単位に対して上記処理が繰り返し実行される。

次に、具体的な実施例を説明する。以下では、コンパイラ 1 0に対して図 7 Aに示すソースプログラムが入力された場合を想定し、関数 SUM の呼出を変換すべき対象として説明する。なお、関数 SUM は、引数により指定された配列の要素の総和を返す関数であるものとする。また、ソースプログラムは、中間コ ―ドに変換されていてもよい。

ソースプログラムが入力されると、コンパイラ 1 0は、そのソースプロダラムをスキャンすることにより関数 SUM の呼出を検出する。図 7 Aに示す例においては、関数 SUM は、 4行目の「SUM(A)」および 5行目の「SUM(N(51： 100))」により呼ばれていることが検出される。

続いて、コンパイラ 1 0は、「SUM(A)」をユニークな名前が割り当てられた手続の呼出に変換する。この実施例では、新たに生成される名前は、変換すベき対象の手続名と、ソースプログラムの名前と、そのソースプログラムの中で登場した順番との組合せにより決定される。この場合、図 7 Aに示す例では、「SUM(A)」はプログラム SAMPLEの中で最初に登場した変換対象なので、新たな手続名として「SUM— SAMPLE— 1」が割り当てられる。なお、コンパイラ 1 0が新たに生成する名前とユーザにより定義される変数名などとの重複を回避するためには、コンパイラ 10は、ユーザが使用できない名前を選択するようにすればよい。たとえば、「xxx—」で始まる名前を予め予約しておくことによりュ一ザの使用を制限する方法や、「#」や「$」などのユーザが滅多に使用しない文字を含む名前を生成するようにする方法が考えられる。

この後、コンパイラ 1 0は、ソースプログラムの 4行目を以下のように変換する。このとき、「SUM_SAMPLE_1」の引数は、「SUM(A)」の引数をそのまま使用する。

B=SUM(A) → B=SUM— SAMPLE— 1 (A)

続いて、コンパイラ 10は、引数 Aを解析することにより、「SUM(A)」の特徴を抽出する。これにより、以下の情報が得られる。

arg-type = REAL

m= 3

lb(l) = 1

ub(l) = 10

lb(2) = 1

ub(2) =20

lb (3) = 1

ub (3) =30

ここで、「arg-type」は引数の型、「m」は引数の次元数、「lb(i) 」および「ub(i) 」はそれぞれ引数の第 i次元の下限値および上限値である。

コンパイラ 1 0は、「SUM_SAMPLE_1」の手続コードを生成する際、テンプレ —トを利用する。テンプレートは、予め決められた変換すべき対象を展開するためのひな形であり、データベース等に格納されている。関数 SUM を展開するためのテンプレートの例を図 8に示す。

テンプレートは、抽象的な表現を用いて作成されており、変換すべき対象の特徴に応じてそのテンプレートをカスタマイズすることにより対応する手続コ —ドが生成される。また、 1つの呼出に対して複数のテンプレートを設けてもよい。例えば、重要な呼出に対しては複数種類のテンプレートを設けておき、その呼出の特徴に応じてそれら複数のテンプレートの中から適切な 1つを選択して利用するようにしてもよい。さらに、手続の引数などをパラメータとして具体的なソースコードまたはオブジェクトコ一ドを生成するような処理プログラムとしてテンプレートを作成することも可能である。

コンパイラ 1 0は、図 8に示すテンプレートを利用し、引数 Aを解析することにより得られている情報に従って「SUM— SAMPLE— 1 (A) 」についての手続コ一ドを生成する。このようにして生成された手続コードの例を図 9 Aに示す。手続コードは、具体的には、以下のようにして作成される。すなわち、引数 Aの「型」が「REAL」であるので、図 8に示すテンプレートにおいて、「arg - typej として「REAL」が書き込まれる。また、引数の各次元の下限値および上限値として「1」「1 0」「1」「2 0」「1」「3 0」が書き込まれる。さらに、このコードが「SUM— SAMPLE— 1 (A) 」により呼び出されるようにするために、手続名として「SUM— SAMPLE_1」が書き込まれる。

rsUM(N(51:100))j についての処理は、基本的に、「通 (A)J についての処理と同じである。すなわち、コンパイラ 1 0は、まず「SUM(N(51:100))」をュ二一クな名前が割り当てられた手続の呼出に変換する。図 7 Aに示す例では、 rSUM(N(51:100))j はプログラム SAMPLEの中で 2番目に登場した関数 SUMなので、新たな手続名として「SUM SAMPLE 2j が割り当てられる。この後、コンパイラ 1 0は、ソースプログラムの 5行目を以下のように変換する。

WRITE ， = SUM(N(51:100)) → WRITE (*,*) SUM— SAMPLE— 2 (N (51： 100)) 続いて、コンパイラ 10は、引数を解析して「SUM(N(51:100))」の特徴を抽出する。これにより、以下の情報が得られる。

arg-type = I NTEGER

m= 1

lb(l) = 5 1

ub(l) = 100

この後、コンパイラ 10は、図 8に示したテンプレートを利用して「SUM_SA MPLE_2 (N(51:100)) 」についての手続コードを生成する。生成された手続コ一ドの例を図 9 Bに示す。

図 7 Bは、コンパイラ 10を用いて図 7 Aに示したソースプログラムをコンパイルした結果を示す図であり、図 6に示したフローチャートにおけるプログラム？' に相当する。図 7 Aおよび図 7 Bに示すように、ソースプログラム中に複数の変換すべき対象（関数 SUM を呼び出すための呼出）が存在する場合、コンパイラ 10は、それらに対して互いに異なる手続名を割り当てることにより、それらの変換対象を互いに識別可能な手続呼出に置き換える。この変換処理により得られたコード（オブジェクトプログラム）は、図 7 Bに示すようなプログラムコードイメージか、対応するォブジェクトコ一ドとしてファイルに出力される。また、コンパイラ 10は、各手続呼出に対して、手続コードを生成して出力する。ここで、コンパイラ 1 0は、複数の手続コードを一括して出力してもよいし、生成するごとに、順次、出力するようにうしてもよい。

このように、コンパイラ 1 0は、図 7 Aに示すソースプログラムが入力されると、図 7 Bに示すオブジェクトコード、および図 9 Aおよび図 9 Bに示す手続コードを出力する。ここで、手続コードは、オブジェクトコード内では展開されない。したがって、コンパイラ 1 0のオブジェクト言語が手続コードを記述できる場所について制約を持っていたとしても、コンパィル結果がその制約に違反することはない。

従来、たとえば、 FORTRANや C言語などでは、プログラムの宣言部において実行文を展開することができないので、宣言部に組込み手続等の呼出が記述されていた場合には、従来のコンパイラではその宣言部を正しくコンパイルすることはできなかった。ところが、本実施例のコンパイラによれば、組込み手続等の呼出はォブジェクト言語における手続呼出に置き換えられるだけなので、そのような問題は生じない。

上記図 5〜図 9を参照しながら説明した実施例では、ソースプログラム中の変換すべき対象が互いに同一ではない場合を採り上げた。すなわち、図 7 Aに示した例では、 2つの変換すべき対象は、呼び出すべき関数は互いに同じであつたが、その引数は互いに異なっていた。

ところが、ソースプログラム中に複数の互いに同一の変換すべき対象が存在することがある。この場合、もし、図 5に示したコンパイラ 1 0を用いてそのソースプログラムをコンパイルすると、複数の互いに同一の手続コード（オンラインコード）を生成することになり、コンパイラの総出力コード量が必要以上に多くなつてしまう。以下、この問題を解決したコンパイラについて説明する。

図 1 0は、本発明の他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。図 1 0 において使用する符号のうち、図 5において先に使用しているものは同じ機能を持つユニットを表す。すなわち、コンパイラ 3 0において、検出部 1 1、変換部 1 2、展開部 1 3は、基本的に図 5に示したコンパイラ 1 0のものと同じュニットである。

コンパイラ 3 0は、重複判定部 3 1を備えることを特徴とする。重複判定部 3 1は、検出部 1 1によりソースプログラムにおいて検出された複数の変換すべき対象のうち、互いに同じものが存在するか否かを調べ、その結果を変換部 1 2および展開部 1 3に通知する。互いに同じ変換すべき対象が存在しなければ、変換部 1 2および展開部 1 3は、図 5〜図 9を参照しながら説明した動作を実行する。一方、互いに同じ変換すべき対象が存在する場合は、変換部 1 2 は、それらをそれぞれ互いに同じ呼出に変換し、展開部 1 3はそれらの呼出により共有的に呼び出される手続コード（オンラインコード）を 1つだけ生成する。

図 1 1は、図 1 0に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一卜である。

ステップ S 1 1では、まず、重複判定部 3 1が使用するメモリ領域 R (管理テーブル）をクリアする。なお、メモリ領域 Rには、ソースプログラム中に存在する変換すべき対象の特徴が登録され、さらに、各特徴に対してユニークに割り当てられる手続名が登録される。ステップ S 1 2は、図 6のステップ S 1 と同様に、プログラム P内で変換すべき対象 C 1 ，. . . .， Cn を検出する。ステップ S 1 3〜S 1 9の処理は、ステップ S 1 2において検出された各変換すべき対象 C 1 Cn について実行される。ステップ S 1 3では、図 6 のステップ S 2と同様に、変換すべき対象 C i の特徴 A i を抽出する。ステツプ S 1 4では、特徴 A i が、先にステップ S 1 4〜S 1 9の処理が終了している変換すべき対象 CI ，....， Ci-1 の特徴の中のいずれかと同じであるか否かを調べる。特徴 Ai が、先の処理がなされた変換すべき対象 C1 Ci-1 の特徴の中のいずれかと同じであればステップ S 19へ進み、いずれにも一致しなければステップ S 15へ進む。

ステップ S 15では、メモリ領域 Rをサーチし、変換すべき対象 Ci に対してプログラム P内でユニークな手続名 f i を生成する。ステップ S 16では、図 6のステップ S 4と同様に、変換すべき対象 Ci を手続 f i の呼出に置換する。ステップ S 17では、図 6のステップ S 5と同様に、特徴 Ai に対応する手続コード Si を生成する。この手続コード Si の手続名として f i が指定される。さらに、ステップ S 18において、変換すべき対象 Ci の特徴 Ai および対応する手続コード Si を呼び出すための手続名としての f i がメモリ領域 Rに登録される。

一方、ステップ S 19では、変換すべき対象 Ci を、特徴 Aj に対応する手続コード Sj を呼び出すための手続 f i の呼出に置換する。なお、ステップ S 19が実行された場合は、新たな手続コードが生成されず、また、メモリ領域 Rへの新たな登録も行われない。

上記ステップ S 13〜S 19の処理を全ての変換すべき対象 C1 Cn について実行すると、プログラム Pにおいて各変換すべき対象 CI , Cn が手続 f 1 ，....， f m (m≤n) の呼出に置換され、また、各手続 f 1 ,.·..， fmの呼出にそれぞれ対応して手続コード SI ，....， Smが生成される。そして、ステップ S 20において、変換すべき対象を手続の呼出に置き換えることにより得られるプログラム P' 、および生成された手続コードが出力される。なお、プログラム P' および手続コード SI ，....， Sm は、互いに同じフアイルに出力されてもよいし、互いに異なるファイルに出力されてもよい。

このように、コンパイラ 3 0によれば、あるソ一スプログラム内に存在する互いに重複した変換すべき対象に対して、重複して手続コードを生成することなく、必要最小限の手続コードを生成するので、コンパイラの総出力コード量が減少する。

次に、具体的な実施例を説明する。以下では、コンパイラ 3 0に対して図 1 2 Aに示すソースプログラムが入力された場合を想定し、関数 SUM の呼出を変換対象として説明する。なお、コンパイラ 3 0は、図 8に示したテンプレートを利用するものとする。

ソースプログラムが入力されると、コンパイラ 3 0は、そのソースプロダラムをスキャンすることによって関数 SUM の呼出を検出する。図 1 2 Aに示す例においては、関数 SUM は、 4行目の「SUM (A)」および「SUM (A2) 」、 5行目の rsUM (N (51 : 100) ) j 、および 6行目の「SUM (M (51 : 200) )」により呼ばれていることが検出される。

コンパイラ 3 0は、まず、「SUM (A)」についてその特徴を抽出し、その特徴に従ってオンライン展開を実行する。このオンライン展開の結果は、上述したコンパイラ 1 0による展開結果と同じであり、図 9 Aに示した手続コードを生成する。また、「SUM (A)」が「SUM— SAMPLE_1 (A) 」に置き換えられる動作も上述した通りである。

ただし、コンパイラ 3 0においては、同じ手続コードを重複して生成することを回避するために、順次、生成した手続コードを呼び出すための呼出の名前と、その手続の特徴が管理テーブルに登録される。なお、「特徴」は、引数の型、引数の次元数、引数の各次元の下限値および上限値である。したがって、「SUM(A)」についてオンライン展開が実行されると、図 13Aに示すように、「SUM(A)」に対応するレコードが登録される。

続いて、コンパイラ 30は、「SUM(A2) 」の特徴を抽出し、図 13Bに示すように、管理テ一ブルに既に登録されている呼出の特徴とその抽出した特徴とを比較する。ここでは、「SM— SAMPLE_1 (A) 」および「SUM(A2) 」の特徴が互いに完全に一致しているので、「SUM(A2) 」に対しては新たに手続コードを生成することなく、「SUM(A)」に対して生成された手続コードを「SUM(A2) 」から呼び出すようにするために、「SUM(A2) 」を「SUM_SAMPLE_1 (A2)」に変換する。この結果、ソースプログラムの 4行目は、以下にように変換されることになる。

B=SUM (A) +SUM (A2) → B=SUM— SAMPLE— 1 (A) +SUM— SAMPLE— 1 (A2)

したがって、この行が実行されると、「SUM— SAMPLE— 1 (A) 」により図 9 Aに示した手続コードが呼び出され、さらに、「SUM_SAMPLE_1 (A2)」によってもその同じ手続コードが呼び出されることになる。

なお、「SUM— SAMPLE— 1 (A) 」および「SUM(A2) 」の特徴が互いに完全に一致していたので、管理テーブルには新たなレコードは追加されず、管理テーブルは図 13 Aに示す状態を保持する。

続いて、コンパイラ 30は、「SUM(N(51:100))」の特徴を抽出し、図 13C に示すように、管理テ一ブルに既に登録されている呼出の特徴とその抽出した特徴とを比較する。ここでは、「SUM_SAMPLE_1 (A) 」及び「SUM(N(51： 100))」の特徴が互いに一致していないので、「SUM(N(51:100))」に対応する手続コードを新たに生成する。この手続コードは、図 9 Bに示した手続コードと同じである。そして、コンパイラ 30は、管理テーブルをサーチし、先に登録されていない名前（ここでは、「SUM_SAMPLE— 2」 ) を決定し、それを「SUM(N(5 100))」に割り当てる。この後、ソースプログラムの 5行目が下記のように書き換えられる。この処理は、図 5〜図 9を参照しながら説明した処理と同じである。

WRITE (*,*) SUM(N(51:100)) → WRITE (*,*) SUM_SAMPLE_2 (N(51:100)) なお、新たに使用されることとなった名前および対応する特徴は、管理テ一ブルに登録される。

さらに、コンパイラ 30は、「SUM(M(51:200))」に対して同様の処理を実行する。この場合、図 13Dに示すように、「SUM(M(51:200))」の特徴は、先に登録されている「SUM— SAMPLE— 2」の特徴と類似しているが、完全には一致していないので、「SUM(M(51:200))」に対応する手続コードを新たに生成する。この新たに生成される手続コードを図 14に示す。

そして、コンパイラ 30は、管理テーブルをサーチし、先に登録されていない 1つの名前（「SUM— SAMPLE_3」 ) を決定し、それを「SUM(M(51 :200))」に対して割り当てる。この後、ソースプログラムの 6行目が下記のように書き換えられる。

WRITE (*,*) SUM (M (51:200)) → WRITE (*，*) SUM_SA PLE_3 (M (51:200)) このように、コンパイラ 30は、図 12 Aに示すソースプログラムが入力されると、図 12 Bに示すオブジェクトコード、および図 9A、図 9B、および図 14に示す手続コードを出力する。ここで、図 9 Aに示す手続コードは、 2 つの呼出により共有的に呼び出される。すなわち、上記実施例では、ソ一スプログラムから変換すべき対象が 4つ検出されたが、生成された手続コ一ドは 3 つである。このように、ソースプログラムの中に複数の互いに同じ変換対象があった場合、コンパイラ 3 0の総出力コード量は図 5に示したコンパイラ 1 0 と比較して減少する。

なお、図 1 0〜図 1 4に示した実施例では、図 8に示したテンプレートを用いて関数 SUM の手続コードを生成したが、テンプレートの表現の抽象度を高めると、生成される手続コードの数をさらに減少させることができる。

図 1 5は、図 8に示したテンプレートと比較して抽象度の高い表現で作成したテンプレートの例である。図 8に示したテンプレートは、引数の型、弓 I数の次元数、および引数の各次元の下限値および上限値をパラメータとして手続を展開するフォーマットであつたが、図 1 5に示すテンプレートは、引数の型および引数の次元数のみををパラメ一タとして手続を展開するフォーマツトである。したがって、図 1 5に示すテンプレートを用いた場合、引数の型および引数の次元数が互いに同じであれば、引数の各次元の下限値および上限値の不一致は無視され、配列の大きさに因らない手続コードが作成される。

図 1 6は、図 1 5に示すテンプレートを用いて変換すべき対象を展開する際に比較されるパラメ一夕を示す図である。ここでは、図 1 2Aに示したソースプログラムから検出された 4つの変換すべき対象について示している。

図 1 5に示すテンプレートを用いる場合、比較すべきパラメータは、上述したように、変換すべき対象の「引数の型」および「引数の次元数」である。従つて、「SUM(A)」および「SUM(A2) 」に対して互いに同じ手続コードが生成されることになり、同様に、 rsUM(N(51:100))j および「SUM(M(51 :200))」に対して互いに同じ手続コードが生成されることになる。すなわち、コンパイラ 3 0は、「SUM(A)」および「SUM(A2) 」に対して 1つの手続コードを生成し、同様に、 rsUM(N(51:100))j および rsUM(M(51:200))j に対しても 1つの手続コ —ドを生成する。このとき、「SUM (A)」および「SUM (A2) 」は、互いに同じ手続呼出（ここでは、「SUM_SAMPLE_1」とする。）に変換される。同様に、「SU M (N (51 : 100) )」および rsUM (M (51 : 200) ) j も互いに同じ手続呼出（ここでは、「SUM— SAMPLE— 2」とする。）に変換される。

図 1 7は、図 1 5に示すテンプレートを用いた場合のコンパイラ 3 0の出力を示す図である。コンパイラ 3 0は、図 1 2 Aに示したソースプログラムが入力されると、図 1 5に示したテンプレートを用いた場合、図 1 7に示すォブジェクトコード、および 2つの手続コード（オンラインコード）を出力する。ここで、手続コード Aは、「SUM— SAMPLE— 1」により呼び出され、また、手続コード Bは、「SUM— SAMPLE— 2」により呼び出される。

なお、図 1 7に示す例では省略されているが、実際には、オブジェクトコ一ドにおいて手続コードに対するインタフェース宣言が記述される必要がある。例えば、 Fort ran90 プログラムとしてオブジェクトコードを生成する場合は、ソースプログラム中の変換すべき対象を新たな手続呼出に変換する際、コンパイラが、その新たな手続呼出に関するインタフェース宣言を生成する。このことは、他の実施例においても同様である。

上記図 5および図 1 0に示した実施例では、コンパイラへの入力が 1つのプログラムであることを前提としていたが、実際には、複数のソースプログラムを含むファイルを一括してコンパイルしたい場合が多々ある。以下では、複数のソースプログラムを含むファィルを一括してコンパイルするコンパイラについて説明する。

図 1 8は、本発明のさらに他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。図 1 8において使用する符号のうち、図 5または図 1 0において先に使用しているものは同じ機能のュニットを表す。

コンパイラ 4 0は、基本的には、図 1 0に示したコンパイラ 3 0と同じである。ただし、コンパイラ 3 0に設けられる重複判定部 3 1は、各ソースプログラム中に重複する変換すべき対象が存在するか否かを調べるのに対し、コンパイラ 4 0に設けられる重複判定部 4 1は、入力ファイル毎に重複する変換すベき対象が存在するか否かを調べる。重複判定部 4 1による判定結果は、変換部 1 2および展開部 1 3に通知される。この通知を受けた変換部 1 2および展開部 1 3の動作は、基本的に、図 1 0を参照しながら説明した通りである。図 1 9は、図 1 8に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。ここでは、コンパイラ 4 0に入力されるソースファイルをファイル F、コンパイラ 4 0によりコンパイルされたオブジェクトファイルをファイル F ' と呼ぶことにする。なお、以下では、ファイル Fは、 1以上のソースプログラム P 1 ，. . . .， P t を含むものとする。また、この処理は、 1つのソ一スファィルが入力されるごとに実行される。

ステップ S 2 1〜S 3 0の各処理は、基本的に、図 1 1に示したステップ S 1 1〜S 2 0とそれぞれ同じである。ただし、ステップ S 2 1〜S 3 0では、ファイル単位で処理が行われる。すなわち、ステップ S 2 2では、ファイル F に含まれている 1以上のソースプログラムから変換すべき対象が検出される。また、ステップ S 2 5では、変換すべき対象に対してファイル F内でユニークな名前を生成する。

コンパイラ 4 0は、ソースプログラム P 1 ，. . . .， P t を含むファイル Fが入力されると、上記ステップ S 2 1〜S 3 0の処理を実行することにより、各変換すべき対象がそれぞれ手続の呼出に置き換えられたオブジェクトプログラム P ' l，. . . .， P ' tを生成し、また、各手続の呼出にそれぞれ対応して手続コード S 1 S mを生成する。そして、これらのオブジェクトプログラムおよび生成された手続コードは、同一のファイルに出力される。

なお、手続コードは、生成される毎に、順次、 1つずつ出力してもよいし、プログラム単位の処理が終了する毎に出力してもよいし、あるいはファイル単位の処理が終了した時点で一括して出力してもよい。また、ソースコードが複数のファイルから構成される場合には、各ファイル毎に上記処理を繰り返し実行すればよい。

このように、コンパイラ 4 0によれば、複数のソースプログラムを含むファィル内に存在する互いに重複した変換すべき対象に対して、重複して手続コ一ドを生成することなく、必要最小限の手続コードを生成するので、コンパイラの総出力コード量がさらに減少する。

次に、具体的な実施例を説明する。以下では、コンパイラ 4 0に対して図 2 0に示すソースファイル（t iny, f) が入力された場合を想定し、関数 SUM の呼出を変換対象として説明する。なお、コンパイラ 4 0は、図 8に示したテンプレートを利用するものとする。

ソースファイルが入力されると、コンパイラ 4 0は、そのソースファイルに含まれている 2つのプログラム（メインプログラムおよびサブプログラム）をスキャンすることにより関数 SUM の呼出を検出する。図 2 0に示す例においては、関数 SUM は、メインプログラムの「SUM (A)」及び「SUM (N (51 : 100))」、およびサブプログラムの「SUM (Q)」により呼ばれていることが検出される。

続いて、コンパイラ 4 0は、検出した各変換すべき対象の特徴（引数の型、引数の次元数など）に基づいて、生成すべき手続コードが同一になるものが存在するか否かを調べる。ここでは、「SUM(A)」および「SUM(Q)」の特徴が互いに同じである。従って、「SUM(A)」および「SUM(Q)」に対しては、これらにより共有される 1つの手続コードが生成される。なお、「SUM(N(51:100))」に対しては、 1つの独立した手続コードが生成される。

図 2 1は、図 2 0に示すソースファイルが入力されたときのコンパイラ 40 の出力である。ここでは、呼出の名前は、手続の名前と、ファイル名と、そのファイルの中での登場順番との組合せにより決定されるものとしている。従つて、「SUM(A)」および「SUM(Q)」は「SUM_TINY— 1」に置き換えられている。また、「SUM(N(51:100))」は「SUM_TINY— 2」に置き換えられている。そして、手続コード A及び手続コード Bは、それぞれ「SUM— TINY_1」及び「SUM_TINY— 2」により呼び出されることになる。

このように、コンパイラ 40によれば、互いに同じ変換すべき対象が同一フアイル内に存在する場合、それらにより共有される手続コードが生成される。このため、生成した手続コードをォブジェクトプログラムと同じファイルに出力するようにすれば、ファイルの取り扱いが簡単になる。例えば、入カフアイルのファイル名が「tiny. f」であるときは、出力ファイルのファイル名を「ti ny.oj とする。そして、そのファイルにオブジェクトプログラムおよび手続コ —ドの双方を出力する。

図 2 2は、本発明のさらに他の形態のコンパイラの機能ブロック図である。コンパイラ 5 0は、複数のファイルが一括して入力されることを考慮し、入力された複数のファイルに存在する互いに同じ変換すべき対象を同一の手続呼出に変換すると共に、その手続呼出に対して 1つの手続コードを生成する。この手続コードは、複数のファイルにより共通化され、複数の手続呼出により共有的に呼び出される。

上記機能を実現するために、重複判定部 5 1は、複数の入力ファイル中に重複する変換すべき対象が存在するか否かを調べ、その判定結果を変換部 1 2および展開部 1 3に通知する。この通知を受けた変換部 1 2および展開部 1 3の動作は、基本的に、図 1 0を参照しながら説明した通りである。

リンク編集部 2 3は、既存の一般的なプログラムにより実現可能であり、コンパイル済みのコ一ドとデータファイルとをリンクさせることにより実行可能プログラムを生成するプログラムである。 1つのファイルは、一般に 1つ以上のプログラム単位（サブルーチンや関数等）を含み、 1つの実行可能ファイルは、 1つ以上のファイルのソースコードをコンパイルし、それらをリンク編集して作成される。また、リンク編集部 2 3は、ライブラリの生成機能も持っている。

図 2 3は、図 2 2に示したコンパイラの動作を説明するためのフローチヤ一トである。ここでは、コンパイラ 5 0に入力される複数のソースファイルをフアイル F 1 F s 、コンパイラ 5 0によりコンパイルされたオブジェクトファイルをファイル F ' 1，. . . .， F ' sと呼ぶことにする。また、各ソースフアイルは、それぞれ 1以上のソースプログラムを含むものとする。なお、図 2 3に示す処理は、一連の複数のソースファイルが入力されるごとに実行される。ステップ S 3 1〜S 4 0の各処理は、基本的に、図 1 1に示したステップ S 1 1〜S 2 0とそれぞれ同じである。ただし、ステップ S 3 1〜S 4 0では、一連の複数のファイルを単位として処理が行われる。すなわち、ステップ S 3 2では、ファイル F 1 ，. . . .， F s に含まれている複数のソースプログラムから変換すべき対象が検出される。また、ステップ S 3 5では、変換すべき対象に対して一連のファイル Fl ，....， Fs 内でユニークな名前を生成する。なお、出力ファイルをュ一ザが扱う通常のファイルとする場合には、オブジェクトコ —ドと手続コード（オンラインコード）とが対応付けられる。

コンパイラ 50は、ファイル F1 ,··..， Fs が入力されると、上記ステップ S 31〜 S 40の処理を実行することにより、各変換すべき対象がそれぞれ手続の呼出に置き換えられたオブジェクトプログラムを生成し、これらのォブジェクトプログラムを含むファイル F' 1 , F'sを出力する。また、コンパィラ 50は、各手続の呼出にそれぞれ対応する手続コードを生成し、これらの手続コードを共通ファイル F0 に出力する。

なお、手続コードは、生成される毎に、順次、 1つずつ出力してもよいし、プログラム単位の処理が終了する毎あるいはファイル単位の処理が終了する毎に出力してもよい。また、手続コードは、オブジェクトファイルを含むフアイルと同じファイルに出力してもよい。また、コンパイラ 50は、出力ファイルを一時ファイルとして管理し、リンク編集処理をも行うことによって実行ファィルを生成してもよい。

このように、コンパイラ 50によれば、複数のソースファイル内に存在する互いに重複した変換すべき対象に対して、重複して手続コードを生成することなく、必要最小限の手続コードを生成するので、コンパイラの総出力コード量がさらに減少する。

次に、具体的な実施例を説明する。以下では、コンパイラ 50に対して図 2 4に示す 2つのソースファイル（tinyl.f および tiny2.f ) が入力された場合を想定し、関数 SUM の呼出を変換対象として説明する。なお、コンパイラ 50 は、図 8に示したテンプレートを利用するものとする。ソースファイルが入力されると、コンパイラ 50は、ファイル tinyl.f に含まれているプログラム（メインプログラム）、およびファイル tiny2. f に含まれているプログラム（サブプログラム）をスキャンすることにより関数 SUM の呼出を検出する。図 24に示す例においては、関数 SUM は、ファイル tinyl.f の「SUM(A)」及び「SUM(N(51:100))」、およびファイル t iny2. f 「SUM(Q)」により呼ばれていることが検出される。

続いて、コンパイラ 40は、検出した各変換すべき対象の特徴（引数の型、引数の次元数など）に基づいて、生成すべき手続コードが同一になるものが存在するか否かを調べる。ここでは、「SUM(A)」および「SUM(Q)」の特徴が互いに同じである。従って、「SUM(A)」および「SUM(Q)」に対しては、これらにより共有される 1つの手続コードが生成される。なお、「SUM(N(51:100))」に対しては、 1つの独立した手続コードが生成される。

図 25は、図 24に示すソースファイルが入力されたときのコンパイラ 50 の出力である。ここでは、呼出の名前は、手続の名前と、一連の複数の入カフアイルの中での登場順番との組合せにより決定されるものとしている。したがつて、「SUM(A)」及び「SUM(Q)」は「SUM_1 」に置き換えられている。また、 rsUM(N(51:100))j は「SUM_2 」に置き換えられている。そして、手続コード Aおよび手続コード Bは、それぞれ「SUM_1 」及び「SUM— 2 」により呼び出されることになる。

このように、コンパイラ 50は、手続コードは同時にコンパイルされる一連のファイルにより共有される。なお、リンク編集処理では、オブジェクトファィルにおいて手続コードが格納されているファイルが指定される。このリンク処理は、コンパイラ 50により実行されてもよいし、あるいは、図 22に示した構成のように、コンパイラとは別のモジュールにより実行されてもよい。コンパイラによりリンク編集処理が実行される場合には、手続コードを一時ファィルに格納し、コンパイル後にその一時ファイルを削除するようにすれば、ソ —スとの対応付けにおいて問題が生じにくくなる。

上記実施例では、変換すべき対象として「関数 SUM」を採り上げたが、他の関数やサブルーチンなどであっても同様に処理される。以下では、図 5に示したコンパイラ 1 0に図 2 6 Aに示すソースプログラムが入力された場合を想定し、「A * * N」を変換すべき対象とする。「A * * N」は、「Aの N乗」を表す。ここで、「A」は、実数型、複素数型、または整数型のスカラであり、「N」は、整数型のスカラであるものとする。

コンパイラ 1 0は、ソ一スプログラムから「A * * N」を検出すると、それを「P OW (A， N) 」に変換することによりオブジェクトプログラムを生成すると共に、「P OW (A, N) 」により呼び出されるべき手続コード（オンラインコード）を出力する。この手続の定義は、例えば、「Nが 3以下のときに掛け算を実行し、 Nが 3よりも大きいときには巾乗演算を実行する。」である。

コンパイラ 1 0は、「P OW (A, N) 」に対応する手続コ一ドを生成する際、以下の 3つの特徵を参照する。

特徴 1 ： Aの型

特徴 2 ： Nの値が得られるか否か

特徴 3 ： Nの値が得られたとき、その値

コンパイラ 1 0は、「P〇W (A, N) 」に対応する手続コードを生成する際に利用するサンプルデータとして図 2 7 A〜図 2 7 D、および図 2 8 Aおよび図 28 Bに示すテンプレートを備える。これらのテンプレートでは、上記特徴 1が抽象化されている。

図 27 Aに示すテンプレートは、「N」が「0」の場合に対応して記述されている。すなわち、「N=0」の場合は、「Aの 0乗」は常に「1」なので、テンプレートには予め「R=1」が記述されている。

図 27 B〜図 27 Dに示す各テンプレートは、それぞれ「N」が「1」から「3」の場合に対応して記述されている。ここでは、「Nが小さいときには、巾乗演算を実行するよりも掛け算を実行した方が有利である」という前提に立ち、各テンプレートには、それぞれ掛け算式（「R = A」「R = A*A」および「R = A*A*A」）が予め記述されている。

図 28 Aに示すテンプレートは、「N」が 3よりも大きい場合に対応して記述されている。即ち、テンプレートには、巾乗演算式（「R = A* *A」）が予め記述されている。

図 28 Bに示すテンプレートは、ソースプログラムがコンパイルされる際に「N」の値が不明である場合に対応して記述されている。この場合、テンプレ —卜には、「N」の値が決まった時点でその値に対応する演算式が選択されるような記述となっている。

コンパイラ 10は、ソースプログラムが入力されると、各行をサーチすることにより「A* *N」という表現を検出する。図 26 Aに示すプログラムが入力された場合、 4行目の「2 * *LEN」および 5行目の「（R* 2) * * 2 j が検出される。

まず、「2 * *LEN」がオンライン展開される。「2 * *LEN」は、プログラム SUBROUTINEの中で最初に登場した変換すべき対象なので、「P0W SUBP 1J という名前が割り当てられる。続いて、上述した変換規則に従って以下の変換を行う。

REAL: :S(2**LEN-1) → REAL：： S (P0W_SUBP_1 (2, LEN) -1)

そして、引数を解析することによって以下の情報を得る。

特徴 1 ：型 = INTEGER

特徴 2 ： Nの値は得られず

特徴 3 ：なし

コンパイラ 1 0は、上記得られた情報により適切なテンプレートを選択してオンラインコードを生成する。すなわち、ここでは、「N」の値が得られていないので、図 28 Bに示したテンプレートが選択され、図 26 Bに示すオンラインコード Aが生成される。

同様に、「（R* 2) * * 2」がオンライン展開される。「（R* 2) * * 2」は、プログラム SUBROUTINEの中で第 2番目に登場した変換すべき対象なので、「P0W— SUBP— 2」という名前が割り当てられ、以下の変換が行われる。

M=PAI*(R*2)**2 → M=PA P0W_SUBP_2 ((R*2) , 2)

そして、引数を解析することによって以下の情報を得る。

特徴 1 ：型- REAL

特徴 2 ： Nの値は得られた

特徴 3 ： N=2

コンパイラ 1 0は、上記得られた情報に従って図 27 Cに示すテンプレートを選択し、図 26 Bに示すオンラインコード Bを生成する。そして、コンパィラ 10は、オブジェクトプログラムと共に、オンラインコード Aおよび Bを出力する。なお、プログラムの実行時にオンラインコードを呼び出すためのオーバ一へッドを減少させるためには、本実施例のコンパレー夕で生成したオンラインコ —ドを後続のコンパイラ（オブジェクト言語が機械後又はアセンブラ等であるコンパイラ）によりインライン展開してもよい。インライン展開は、上述したように、プリプロセッサ方式のコンパイラで高級言語を対象とすると問題が生じることが多いが、オブジェクト言語が機械後又はアセンブラ等である通常のコンパイラでは、問題なくインライン展開を実行できることが多い。

上記コンパイラの機能は、コンピュータを用いて図 6、図 1 1、図 1 9、または図 2 3のフローチャートに示した処理を記述したプログラムを実行することにより実現される。そのプログラムを実行するコンピュータ 6 0のブロック図を図 2 9に示す。

C P U 6 1は、図 6、図 1 1、図 1 9、または図 2 3のフローチャートに示した処理を記述したプログラムを記憶装置 6 2からメモリ 6 3にロードして実行する。記憶装置 6 2は、例えばハードディスクであり、上記プログラム、および各種テンプレートを格納する。一方、メモリ 6 3は、例えば半導体メモリであり、 C P U 6 1の作業領域として使用される。図 1 3 Aなどに示した管理テーブルは、このメモリ 6 3に作成される。

記憶媒体ドライバ 6 4は、 C P U 6 1の指示に従って可搬性記憶媒体 6 5にアクセスする。可搬性記憶媒体 6 5は、半導体デバイス（I Cカード等）、磁気的作用により情報が入出力される媒体（フロッピ一ディスク、磁気テープなど）、光学的作用により情報が入出力される媒体（光ディスクなど）を含む。通信制御装置 6 6は、 C P U 6 1の指示に従って網との間でデータを送受信する。図 3 0は、本発明に係わるソフトウェアプログラムなど（テンプレートを含む）の提供方法を説明する図である。本発明に係わるプログラムは、例えば、以下の 3つの方法の中の任意の方法により提供される。

(a) コンピュータ 6 0にインストールされて提供される。この場合、プログラム等は、たとえば、出荷前にプレインストールされる。

(b) 可搬性記憶媒体に格納されて提供される。この場合、可搬性記憶媒体 6 5に格納されているプログラム等は、基本的に、記憶媒体ドライバ 6 4を介して記憶装置 6 2にィンス 1 ルされる。

(c) 網上のサーバから提供される。この場合、基本的には、コンピュータ 6 0がサーバに格納されているプログラム等をダウンロードすることによってそのプログラム等を取得する。

このように、本実施例のコンパイラは、プリプロセッサ方式であっても、ソ —スプログラム中における変換すべき対象の出現位置に係わらず、その変換すべき対象を容易に展開することができる。

また、手続呼出をインライン展開できる場合であっても、総出力コード量、およびコンパイル時間の点で本実施例のコンパイラの方が有利である。

(a) 出力コードの総量

図 1 0、図 1 8、および図 2 2に示したコンパイラによれば、互いに同種の変換すべき対象が複数存在する場合には、それらに対して 1つのオンラインコ —ドが生成され、複数の手続呼出によりその生成されたオンラインコードが共有的に呼び出されるので、オブジェクトの総量が小さくなる。なお、図 5に示したコンパイラの出力の総量は、インライン展開の場合のそれと比較して同程度である。 (b) コンパイル時間

一般に、コンパイラ内での最適化処理に要する時間は、コンパイル単位（1 つの関数やサブルーチン等）の大きさの 2乗〜 3乗に比例することが多い。このため、コンパイル単位のコード量が数倍になると、最適化のための処理時間は数十倍になることがある。

図 5に示したコンパイラによれば、上述したように、出力コードの総量はィンライン展開の場合と同程度だが、展開コード（オンラインコード）は独立したコンパイル単位として分割されて生成されるため、全体のコンパイル時間が短縮される。

また、図 1 0、図 1 8、および図 2 2に示したコンパイラの場合は、生成されるオンラインコードの数が減少するので、コンパイル時間はさらに短縮される。

さらに、本実施例のコンパイラを使用した場合、オンライン展開後、入力コードのコンパイルをオンラインコードのコンパイルよりも先に実行するようにすれば、入力コードのエラ一を速く検出することができる。インライン展開を使用した場合には、入力コードが大きくなるので、エラー検出に長い時間を要することが予想される。産業上の利用可能性

本発明は、プリプロセッサ方式のコンパィラとして広く利用され得る。

Claims

請求の範囲

1 . 入力された第 1のプログラムをコンパイルして第 2のプログラムを出力するコンパイラ装置であって、

上記第 1のプログラムの一部を手続呼出に変換して上記第 2のプログラムを作成する変換手段と、

上記手続呼出により呼び出されるべき手続の定義を記述したコードを生成する生成手段と、

上記第 2のプログラムおよび上記生成手段により生成されたコードを出力する出力手段と、

を有するコンパイラ装置。

2 . 上記第 1のプログラムから予め決められた特定のパターンを検出する検出手段をさらに有し、

上記変換手段は、その検出手段により検出されたパターンをそのパターンに対応する手続呼出に変換する請求項 1に記載のコンパイラ装置。

3 . 上記検出手段は、上記第 1のプログラムから組込み手続を呼び出すための呼出を検出する請求項 2に記載のコンパィラ装置。

4. 上記検出手段が上記第 1のプログラムから複数の互いに同じパターンを検出した際には、上記変換手段は、それら複数のパターンを同一の手続呼出に変換する請求項 1に記載のコンパィラ装置。

5 . 1以上のプログラムを含む第 1のファイルが入力され、その 1以上のプログラムをコンパイルし、そのコンパイルされた 1以上のプログラムを含む第 2 のファイルを出力するコンパイラ装置であって、上記第 1のファイルに含まれている 1以上のプログラムから予め決められた特定のパターンを検出する検出手段と、

上記検出手段により検出されたパターンをそのパターンに対応する手続呼出に変換することにより上記第 1のファイルに含まれている 1以上のプログラムをコンパイルする変換手段と、

上記変換手段によりコンパイルされたプログラムおよび上記生成手段により生成されたコードを出力する出力手段とを有し、

上記変換手段が上記第 1のファイルから複数の互いに同じパターンを検出した際には、上記変換手段は、それら複数のパターンを同一の手続呼出に変換するコンパイラ装置。

6 . 上記出力手段は、上記生成手段により生成されたコードを上記第 2のファィルに出力する請求項 5に記載のコンパイラ装置。

7 . 各ファイルがそれぞれ 1以上のプログラムを含む複数のファイルが入力され、それら入力ファイルに含まれているプログラムをコンパイルするコンパィラ装置であって、

上記入力ファイルに含まれているプログラムから予め決められた特定のパ夕ーンを検出する検出手段と、

上記検出手段により検出されたパターンをそのパターンに対応する手続呼出に変換することにより上記入力ファイルに含まれているプログラムをコンパィルする変換手段と、

上記変換手段が上記入力された複数のファイルから複数の互いに同じパターンを検出した際には、上記変換手段は、それら複数のパターンを同一の手続呼出に変換するコンパイラ装置。

8 . 入力された第 1のプログラムをコンパイルして第 2のプログラムを出力するコンパイル方法であつて、

上記第 1のプログラムの一部を手続呼出に変換して上記第 2のプログラムを作成するステップと、

上記手続呼出により呼び出されるべき手続の定義を記述したコードを生成するステップと、

上記第 2のプログラムおよび上記生成手段により生成されたコードを出力するステップと、

を有するコンパイル方法。

9 . コンピュータに、入力された第 1のプログラムをコンパイルして第 2のプログラムを出力させる、ためのプログラムを格納する記憶媒体であって、上記第 1のプログラムの一部を手続呼出に変換して上記第 2のプログラムを作成させ、

上記手続呼出により呼び出されるべき手続の定義を記述したコードを生成させ、

上記第 2のプログラムおよび上記生成手段により生成されたコードを出力させるプログラムを格納する記憶媒体。