(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024072010
(43)【公開日】2024-05-27
(54)【発明の名称】プログラム、命令実行制御装置、及び命令実行制御方法
(51)【国際特許分類】
G06F 9/455 20180101AFI20240520BHJP
G06F 8/41 20180101ALI20240520BHJP
【ＦＩ】
G06F9/455
G06F9/455 100
G06F8/41 170
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022182578
(22)【出願日】2022-11-15
(71)【出願人】
【識別番号】302062931
【氏名又は名称】ルネサスエレクトロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103894
【弁理士】
【氏名又は名称】家入 健
(72)【発明者】
【氏名】濱尾 仁志
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 光一
【テーマコード（参考）】
5B081
【Ｆターム（参考）】
5B081CC24
(57)【要約】
【課題】或る命令セットに含まれる命令で記述されているプログラムを、その命令セットとは異なる命令セットに対応するプロセッサに実行させる新たな技術を提供する。
【解決手段】
命令実行制御装置２０００は、対応情報６０を取得する。対応情報６０は、非共通命令と共通命令を対応づける。非共通命令は、第１プロセッサ１０では実行できないものの、第２プロセッサ２０では実行できる命令である。共通命令は、第１プロセッサ１０と第２プロセッサ２０の双方で実行できる命令である。命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて、対応情報６０を用いて、その非共通命令に対応する共通命令を特定する。命令実行制御装置２０００は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
【選択図】図１
【解決手段】
命令実行制御装置２０００は、対応情報６０を取得する。対応情報６０は、非共通命令と共通命令を対応づける。非共通命令は、第１プロセッサ１０では実行できないものの、第２プロセッサ２０では実行できる命令である。共通命令は、第１プロセッサ１０と第２プロセッサ２０の双方で実行できる命令である。命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて、対応情報６０を用いて、その非共通命令に対応する共通命令を特定する。命令実行制御装置２０００は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１のプロセッサでは実行できないものの第２のプロセッサでは実行できる命令である非共通命令に対して、前記第１のプロセッサと前記第２のプロセッサの双方で実行できる共通命令が対応づけられている対応情報を取得する取得ステップと、
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラム。
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御ステップと、をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項2】
前記第１制御ステップにおいて、前記第１のプロセッサで前記非共通命令が検出されたことに応じて実行される例外ハンドラの中で、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる、請求項１に記載のプログラム。
【請求項3】
前記例外ハンドラの中において、その例外ハンドラが実行される原因となった命令の次に実行される次命令が前記非共通命令であるか否かを判定し、前記次命令が前記非共通命令である場合、前記対応情報において前記次命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第２制御ステップを、前記コンピュータにさらに実行させる請求項２に記載のプログラム。
【請求項4】
前記非共通命令の出現頻度を算出する頻度算出ステップと、
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換ステップと、を前記コンピュータにさらに実行させ、
前記第１制御ステップは、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に実行される、請求項１に記載のプログラム。
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換ステップと、を前記コンピュータにさらに実行させ、
前記第１制御ステップは、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に実行される、請求項１に記載のプログラム。
【請求項5】
前記頻度算出ステップにおいて、
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項４に記載のプログラム。
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項４に記載のプログラム。
【請求項6】
第１のプロセッサでは実行できないものの第２のプロセッサでは実行できる命令である非共通命令に対して、前記第１のプロセッサと前記第２のプロセッサの双方で実行できる共通命令が対応づけられている対応情報を取得する取得部と、
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御部と、を有する命令実行制御装置。
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御部と、を有する命令実行制御装置。
【請求項7】
前記第１制御部は、前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出されたことに応じて実行される例外ハンドラの中において、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる、請求項６に記載の命令実行制御装置。
【請求項8】
前記例外ハンドラの中において、その例外ハンドラが実行される原因となった命令の次に実行される次命令が前記非共通命令であるか否かを判定し、前記次命令が前記非共通命令である場合、前記対応情報において前記次命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第２制御部を有する、請求項７に記載の命令実行制御装置。
【請求項9】
前記非共通命令の出現頻度を算出する頻度算出部と、
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、プログラムの命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換部と、を有し、
前記第１制御部は、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に動作する、請求項６に記載の命令実行制御装置。
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、プログラムの命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換部と、を有し、
前記第１制御部は、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に動作する、請求項６に記載の命令実行制御装置。
【請求項10】
前記頻度算出部は、
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項９に記載の命令実行制御装置。
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項９に記載の命令実行制御装置。
【請求項11】
第１のプロセッサでは実行できないものの第２のプロセッサでは実行できる命令である非共通命令に対して、前記第１のプロセッサと前記第２のプロセッサの双方で実行できる共通命令が対応づけられている対応情報を取得する取得ステップと、
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御ステップと、を有する、コンピュータによって実行される命令実行制御方法。
前記第１のプロセッサにおいて前記非共通命令が検出された場合に、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を特定し、前記特定した共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第１制御ステップと、を有する、コンピュータによって実行される命令実行制御方法。
【請求項12】
前記第１制御ステップにおいて、前記第１のプロセッサで前記非共通命令が検出されたことに応じて実行される例外ハンドラの中において、前記対応情報においてその非共通命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる、請求項１１に記載の命令実行制御方法。
【請求項13】
前記例外ハンドラの中において、その例外ハンドラが実行される原因となった命令の次に実行される次命令が前記非共通命令であるか否かを判定し、前記次命令が前記非共通命令である場合、前記対応情報において前記次命令に対応づけられている前記共通命令を前記第１のプロセッサに実行させる第２制御ステップを有する、請求項１２に記載の命令実行制御方法。
【請求項14】
前記非共通命令の出現頻度を算出する頻度算出ステップと、
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、プログラムの命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換ステップと、を有し、
前記第１制御ステップは、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に実行される、請求項１１に記載の命令実行制御方法。
前記非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合に、前記対応情報を用いて、プログラムの命令列を前記第１のプロセッサに実行させる前に、その命令列を、前記非共通命令が含まれない命令列に変換する変換ステップと、を有し、
前記第１制御ステップは、前記非共通命令の出現頻度が前記閾値未満である場合に実行される、請求項１１に記載の命令実行制御方法。
【請求項15】
前記頻度算出ステップにおいて、
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項１４に記載の命令実行制御方法。
所定の時間長の期間に前記非共通命令が検出された回数と、前記所定の時間長とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、
前記期間に実行された命令の総数と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出するか、又は、
前記期間におけるプログラムカウンタの値の増加量と、前記期間に前記非共通命令が検出された回数とに基づいて、前記非共通命令の出現頻度を算出する、請求項１４に記載の命令実行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、プロセッサによる命令の実行を制御する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
或る命令セットに含まれる命令で記述されているプログラムを、その命令セットとは異なる命令セットに対応するプロセッサに実行させる技術が開発されている。ここで、命令セットとは、特定の種類のプロセッサによって実行可能な命令の集合である。例えば特許文献１は、高精度モードと高速度モードという２つのモードを持つプロセッサシミュレータを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０２１／０３５７５４９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１は、シミュレーション対象のプログラムに含まれる各命令を、ホストプロセッサで実行可能な命令に置換する具体的な方法について、言及していない。
【0005】
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一実施形態に係るプログラムは、第１のプロセッサでは実行できないものの第２のプロセッサでは実行できる命令である非共通命令と、第１のプロセッサと第２のプロセッサの双方で実行できる命令である共通命令とを対応づける対応情報を取得する。そして、当該プログラムは、非共通命令が第１のプロセッサにおいて検出されたことに応じて、その非共通命令に対応する共通命令を、第１のプロセッサに実行させる。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、或る命令セットに含まれる命令で記述されているプログラムを、その命令セットとは異なる命令セットに対応するプロセッサに実行させる新たな技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下では、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。また、特に説明しない限り、所定値や閾値などといった予め定められている値は、その値を利用する装置からアクセス可能な記憶装置などに予め格納されている。さらに、特に説明しない限り、記憶部は、１つ以上の任意の数の記憶装置によって構成される。
【0010】
［実施形態１］
＜概要＞
以下、図１及び図２を用いて、実施形態１の命令実行制御装置２０００の概要を説明する。図１は、実施形態１の命令実行制御装置２０００の概要を例示する図である。図２は、後述する第１プロセッサと第２プロセッサの関係を例示する図である。ここで、図１は、命令実行制御装置２０００の概要の理解を容易にするための図であり、命令実行制御装置２０００の動作は、図１に示したものに限定されない。
＜概要＞
以下、図１及び図２を用いて、実施形態１の命令実行制御装置２０００の概要を説明する。図１は、実施形態１の命令実行制御装置２０００の概要を例示する図である。図２は、後述する第１プロセッサと第２プロセッサの関係を例示する図である。ここで、図１は、命令実行制御装置２０００の概要の理解を容易にするための図であり、命令実行制御装置２０００の動作は、図１に示したものに限定されない。
【0011】
命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する。対象プログラム５０は、第２命令セット４０に含まれる命令で構成される。第２命令セット４０は、第１プロセッサ１０とは異なる第２プロセッサ２０によって実行可能な命令の集合である。なお、第１プロセッサ１０によって実行可能な命令の集合を第１命令セット３０と呼ぶ。
【0012】
第２命令セット４０は、第１命令セット３０にも含まれる命令である共通命令と、第１命令セット３０には含まれない命令である非共通命令の双方を含む。非共通命令は、第２プロセッサ２０において実行できるものの、第１プロセッサ１０においては実行できない命令である。一方、共通命令は、第１プロセッサ１０と第２プロセッサ２０の双方で実行できる命令である。
【0013】
図２において、第１命令セット３０には共通命令のみが含まれる一方、第２命令セット４０には共通命令と非共通命令の双方が含まれる。このような命令セットで構成される第２プロセッサ２０は、例えば、第１プロセッサ１０に基づいて新たに開発されたプロセッサである。なお、第１命令セット３０は、第１プロセッサ１０において実行できるものの、第２プロセッサ２０においては実行できない命令を含んでもよい。
【0014】
対象プログラム５０は、第２命令セット４０に含まれる命令で構成されるため、第１プロセッサ１０では実行できない非共通命令を含みうる。そのため、対象プログラム５０の全てをそのまま第１プロセッサ１０に実行させることはできない。
【0015】
命令実行制御装置２０００は、対象プログラム５０の中に非共通命令が含まれる場合であっても、第１プロセッサ１０を利用して対象プログラム５０を実行できるようにする。以下、本開示における前提についてさらに説明した後に、命令実行制御装置２０００の動作の概要を説明する。
【0016】
共通命令は、第１命令セット３０と第２命令セット４０とで互いに同一の識別子（命令コード）が割り当てられている命令である。また、或る共通命令を第１プロセッサ１０で実行することによって得られる効果と、その共通命令を第２プロセッサ２０で実行することで得られる効果とは、互いに同等である。
【0017】
例えば、第１命令セット３０と第２命令セット４０の双方に、識別子が x1 である命令 x1 が含まれているとする。この場合、命令 x1 は、第１プロセッサ１０と第２プロセッサ２０の双方で実行可能な共通命令である。そして、命令 x1 を第１プロセッサ１０に実行させることによって得られる効果と、命令 x1 を第２プロセッサ２０に実行させることで得られる効果とは、互いに同等である。
【0018】
一方で、非共通命令の識別子と同じ識別子を持つ命令は、第１命令セット３０に含まれない。例えば第２命令セット４０が非共通命令 y1 を含むとする。この場合、識別子が y1 である命令は、第１命令セット３０には含まれない。そのため、識別子が y1 である命令は、第２プロセッサ２０では実行できるものの、第１プロセッサ１０では実行できない。
【0019】
例えば図２において、第１命令セット３０と第２命令セット４０は共に、識別子がそれぞれ x1 から xn であるｎ個の共通命令を含む。さらに、第２命令セット４０は、識別子がそれぞれ y1 から ym であるｍ個の非共通命令を含む。
【0020】
非共通命令は、１つ以上の共通命令から成る命令列で置き換え可能である。ここで、「或る命令 a が、命令列 {b1,...,bn} に置き換え可能である」とは、命令 a を実行することによって得られる効果と同等の効果が、命令 b1,...,bn をこの順に実行することによって得られることを意味する。
【0021】
非共通命令と共通命令との間の対応関係は、図１に例示されている対応情報６０によって示されている。対応情報６０は、非共通命令と、その非共通命令に対応する共通命令の命令列とを対応づける情報である。ここで、「非共通命令に対応する共通命令の命令列」とは、その非共通命令と置き換え可能な、共通命令の命令列である。
【0022】
対応情報６０の各行は、非共通命令６２に１つの非共通命令を示し、共通命令６４にその非共通命令と置換可能な共通命令の命令列を示す。例えば図１において、対応情報６０の１行目は、非共通命令 y1 が、共通命令の命令列 {x3,x5} と置き換え可能であることを表す。そのため、命令 y1 を第２プロセッサ２０に実行させることで得られる効果と同等の効果が、命令 x3 と x5 をこの順で第１プロセッサ１０に実行させることでも得られる。
【0023】
なお、対応情報６０は、必要に応じて、各命令で扱われるオペランドに関する情報も含む。例えば前述したように、非共通命令 y1 が、共通命令の命令列 {x3,x5} で置き換え可能であるとする。非共通命令 y1 が１つ以上のオペランドを取る場合、対応情報６０は、非共通命令 y1 のオペランドと、共通命令 x3 や x5 のオペランドとの対応関係を示す。また、共通命令 x5 は、その前に共通命令 x3 が実行されることでレジスタやメモリに格納されたデータを利用しうる。そこで、共通命令６４は、１つの命令列に含まれる複数の共通命令について、それらの実行結果やオペランドの関係も示す。
【0024】
以上の前提の下で、命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する。前述したように、対象プログラム５０は第２命令セット４０に含まれる命令で構成されるため、対象プログラム５０には非共通命令が含まれうる。そこで命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて、対応情報６０を用いて、その非共通命令に対応する共通命令を特定する。そして命令実行制御装置２０００は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。こうすることで、非共通命令を実行することで得られる効果と同等の効果を、その非共通命令に対応する共通命令の実行によって得ることができる。
【0025】
なお、共通命令は、第２プロセッサ２０でも実行可能である。そのため、第２プロセッサ２０による共通命令の実行は、命令実行制御装置２０００による制御を介さずに可能である。
【0026】
＜作用効果の例＞
特定のプロセッサを利用して、そのプロセッサでは実行できない命令が含まれるプログラムを実行する方法として、バイナリトランスレーションを利用する方法がある。バイナリトランスレーションでは、対象のプログラムに含まれる命令列が、その命令列をプロセッサに実行させる前に、プロセッサで実行可能な命令列に置換される。この方法では、命令列に含まれる全ての命令それぞれについて置換の要否を判定する必要がある。そのため、置換の要否の判定によるオーバーヘッドが大きくなりうる。
特定のプロセッサを利用して、そのプロセッサでは実行できない命令が含まれるプログラムを実行する方法として、バイナリトランスレーションを利用する方法がある。バイナリトランスレーションでは、対象のプログラムに含まれる命令列が、その命令列をプロセッサに実行させる前に、プロセッサで実行可能な命令列に置換される。この方法では、命令列に含まれる全ての命令それぞれについて置換の要否を判定する必要がある。そのため、置換の要否の判定によるオーバーヘッドが大きくなりうる。
【0027】
これに対し、本実施形態の命令実行制御装置２０００では、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて、非共通命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。この方法によれば、対象プログラム５０に含まれる各共通命令については、命令の置換の要否を判定する必要がない。そのため、対象プログラム５０を第１プロセッサ１０に実行させる際に発生するオーバーヘッドを小さくすることができる。
【0028】
以下、本実施形態の命令実行制御装置２０００について、より詳細に説明する。
【0029】
＜機能構成の例＞
図３は、実施形態１の命令実行制御装置２０００の機能構成を例示するブロック図である。命令実行制御装置２０００は、取得部２０２０及び第１制御部２０４０を有する。取得部２０２０は対応情報６０を取得する。第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する。第１制御部２０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
図３は、実施形態１の命令実行制御装置２０００の機能構成を例示するブロック図である。命令実行制御装置２０００は、取得部２０２０及び第１制御部２０４０を有する。取得部２０２０は対応情報６０を取得する。第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する。第１制御部２０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
【0030】
＜ハードウエア構成の例＞
命令実行制御装置２０００の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア（例：ハードワイヤードされた電子回路など）で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ（例：電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど）で実現されてもよい。以下、命令実行制御装置２０００の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
命令実行制御装置２０００の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア（例：ハードワイヤードされた電子回路など）で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ（例：電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど）で実現されてもよい。以下、命令実行制御装置２０００の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。
【0031】
図４は、命令実行制御装置２０００を実現するコンピュータ１０００のハードウエア構成を例示するブロック図である。コンピュータ１０００は、任意のコンピュータである。例えばコンピュータ１０００は、PC（Personal Computer）やサーバマシンなどといった、据え置き型のコンピュータである。その他にも例えば、コンピュータ１０００は、スマートフォンやタブレット端末などといった可搬型のコンピュータである。その他にも例えば、コンピュータ１０００は、SoC（System on Chip）などの集積回路である。コンピュータ１０００は、命令実行制御装置２０００を実現するために設計された専用のコンピュータであってもよいし、汎用のコンピュータであってもよい。
【0032】
例えば、コンピュータ１０００に対して所定のアプリケーションをインストールすることにより、コンピュータ１０００で、命令実行制御装置２０００の各機能が実現される。上記アプリケーションは、命令実行制御装置２０００の各機能構成部を実現するためのプログラムで構成される。なお、上記プログラムの取得方法は任意である。例えば、当該プログラムが格納されている記憶媒体（DVD（Digital Versatile Disc）や USB メモリなど）から、当該プログラムを取得することができる。その他にも例えば、当該プログラムが格納されている記憶装置を管理しているサーバ装置から、当該プログラムをダウンロードすることにより、当該プログラムを取得することができる。
【0033】
コンピュータ１０００は、バス１０２０、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイス１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０を有する。バス１０２０は、プロセッサ１０４０、メモリ１０６０、ストレージデバイス１０８０、入出力インタフェース１１００、及びネットワークインタフェース１１２０が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ１０４０などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。
【0034】
プロセッサ１０４０は、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、FPGA（Field-Programmable Gate Array）、DSP（Digital Signal Processor）などの種々のプロセッサである。ここで、プロセッサ１０４０は、前述した第１プロセッサ１０である。なお、コンピュータ１０００にプロセッサ１０４０が複数含まれる場合、それらの全てがいずれも第１プロセッサ１０であってもよいし、それらの一部（例えば１つ）が第１プロセッサ１０であってもよい。
【0035】
メモリ１０６０は、RAM（Random Access Memory）などを用いて実現される主記憶装置である。ストレージデバイス１０８０は、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、メモリカード、RAM、フラッシュメモリ、又は ROM（Read Only Memory）などを用いて実現される補助記憶装置である。
【0036】
入出力インタフェース１１００は、コンピュータ１０００と入出力デバイスとを接続するためのインタフェースである。例えば入出力インタフェース１１００には、キーボードなどの入力装置や、ディスプレイ装置などの出力装置が接続される。
【0037】
ネットワークインタフェース１１２０は、コンピュータ１０００をネットワークに接続するためのインタフェースである。このネットワークは、LAN（Local Area Network）であってもよいし、WAN（Wide Area Network）であってもよい。
【0038】
ストレージデバイス１０８０は、命令実行制御装置２０００の各機能構成部を実現するプログラム（前述したアプリケーションを実現するプログラム）を記憶している。プロセッサ１０４０は、このプログラムをメモリ１０６０に読み出して実行することで、命令実行制御装置２０００の各機能構成部を実現する。
【0039】
命令実行制御装置２０００は、１つのコンピュータ１０００で実現されてもよいし、複数のコンピュータ１０００で実現されてもよい。後者の場合において、各コンピュータ１０００の構成は同一である必要はなく、それぞれ異なるものとすることができる。
【0040】
＜処理の流れ＞
図５は、実施形態１の命令実行制御装置２０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。取得部２０２０は、対応情報６０を取得する（Ｓ１０２）。第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ１０４）。第１制御部２０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ１０６）。
図５は、実施形態１の命令実行制御装置２０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。取得部２０２０は、対応情報６０を取得する（Ｓ１０２）。第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ１０４）。第１制御部２０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ１０６）。
【0041】
命令実行制御装置２０００によって実行される処理の流れは、図５に示されている流れに限定されない。例えば後述するように、対応情報６０の内容の全てが、命令実行制御装置２０００の起動時などに取得されてもよい。この場合、命令実行制御装置２０００は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出される度に対応情報６０を取得する必要はない。
【0042】
＜対応情報６０の取得：Ｓ１０２＞
第１制御部２０４０は、対応情報６０を取得する（Ｓ１０２）。ここで、対応情報６０の取得は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出される前に予め行われてもよいし、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて行われてもよい。前者の場合、例えば命令実行制御装置２０００は、命令実行制御装置２０００の起動時や、対象プログラム５０の実行が開始された時点などにおいて、対応情報６０を取得する。この場合、対応情報６０の内容を全て取得しておくことが好適である。
第１制御部２０４０は、対応情報６０を取得する（Ｓ１０２）。ここで、対応情報６０の取得は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出される前に予め行われてもよいし、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて行われてもよい。前者の場合、例えば命令実行制御装置２０００は、命令実行制御装置２０００の起動時や、対象プログラム５０の実行が開始された時点などにおいて、対応情報６０を取得する。この場合、対応情報６０の内容を全て取得しておくことが好適である。
【0043】
一方、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて対応情報６０が取得される場合、例えば命令実行制御装置２０００は、対応情報６０に含まれる情報のうち、検出された非共通命令に対応する共通命令を表す情報のみを取得する。その他にも例えば、命令実行制御装置２０００は、命令実行制御装置２０００の起動後、第１プロセッサ１０において非共通命令の検出が最初に行われた時に、対応情報６０の内容を全て取得するようにしてもよい。
【0044】
命令実行制御装置２０００が対応情報６０を取得する方法は任意である。例えば対応情報６０は、命令実行制御装置２０００からアクセス可能な記憶部に予め格納されている。この場合、命令実行制御装置２０００は、この記憶部から対応情報６０を読み出すことにより、対応情報６０を取得する。その他にも例えば、命令実行制御装置２０００は、他の装置から送信された対応情報６０を受信することにより、対応情報６０を取得してもよい。当該他の装置は、例えば、命令実行制御装置２０００のユーザによって操作される任意の端末である。
【0045】
＜非共通命令に対応する共通命令の特定：Ｓ１０４＞
第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ１０４）。例えば第１制御部２０４０は、対応情報６０の中から、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令の識別情報が非共通命令６２に示されるレコードを特定する。そして、第１制御部２０４０は、特定したレコードの共通命令６４に示されている共通命令を、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令として特定する。
第１制御部２０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ１０４）。例えば第１制御部２０４０は、対応情報６０の中から、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令の識別情報が非共通命令６２に示されるレコードを特定する。そして、第１制御部２０４０は、特定したレコードの共通命令６４に示されている共通命令を、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令として特定する。
【0046】
上述した処理の前提として、第１制御部２０４０は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことを把握する。ここで、非共通命令は第１プロセッサ１０では実行できない命令であるため、第１プロセッサ１０が非共通命令を実行しようとすると、不正な命令として検出される。より具体的な例としては、第１プロセッサ１０の命令デコーダが非共通命令をデコードしようとすると、不正な命令が実行されようとしたことを表す（該当する命令が存在しないことを表す）例外が発生する。なお、例外は「割り込み」とも表現できる。
【0047】
そこで例えば、第１プロセッサ１０において不正な命令が実行されようとした場合に発生する例外に対応する例外ハンドラの一部として、第１制御部２０４０が実現される。言い換えれば、第１制御部２０４０によって行われる処理は、当該例外ハンドラの処理として実現される。これにより、第１制御部２０４０は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて動作することができる。以下、第１プロセッサ１０において不正な命令が実行されようとした場合に発生する例外を「不正命令例外」と呼び、不正命令例外に対応する例外ハンドラのことを「不正命令ハンドラ」と呼ぶ。
【0048】
第１制御部２０４０は、不正命令例外の発生原因となった命令（以下、対象命令）が非共通命令であるか否かを判定する。そのために不正命令ハンドラは、不正命令例外の発生原因となった命令の識別情報（すなわち、対象命令の識別情報）を取得する。さらに第１制御部２０４０は、対象命令の識別情報と一致する識別情報を持つ非共通命令が存在するか否かを判定する。各非共通命令の識別情報は、例えば、対応情報６０から取得することができる。ただし、対応情報６０とは別に、各非共通命令の識別情報を示す情報が用意されてもよい。
【0049】
対象命令の識別情報と一致する識別情報を持つ非共通命令が存在する場合、対象命令は非共通命令である。そこで第１制御部２０４０は、対象命令（すなわち、非共通命令）に対応する共通命令を特定する。
【0050】
一方、対象命令の識別情報と一致する識別情報を持つ非共通命令が存在しない場合、対象命令は、非共通命令以外の不正な命令である。このように対象命令が非共通命令以外の不正な命令である場合において、第１制御部２０４０が実行する処理は任意である。例えば第１制御部２０４０は、対象プログラム５０を強制終了する処理を行う。この際、不正な命令が実行されたことを表すエラー通知が任意の方法で出力されてもよい。
【0051】
＜非共通命令に対応する共通命令の実行：Ｓ１０６＞
第１制御部２０４０は、対象命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ１０４）。なお、プロセッサに対して特定の命令を実行させる手法には、既存の種々の手法を利用することができる。
第１制御部２０４０は、対象命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ１０４）。なお、プロセッサに対して特定の命令を実行させる手法には、既存の種々の手法を利用することができる。
【0052】
ここで、不正命令例外の発生によって中断されている対象プログラム５０の実行コンテキストにおいて、現在の命令は、非共通命令として検出された対象命令である。そこで第１制御部２０４０は、対象プログラム５０の実行が再開される前に、再開された対象プログラム５０において最初に実行される命令を、現在設定されている対象命令から、その１つ先の命令（以下、次命令）に変更する処理を行う。このようにすることで、第１制御部２０４０は、非共通命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させた上で、当該非共通命令そのものは第１プロセッサ１０によって実行されないようにする。よって、第１プロセッサ１０において実行できない当該非共通命令の代わりに、その非共通命令に対応する共通命令が第１プロセッサ１０において実行される。
【0053】
ここで、再開された対象プログラム５０において最初に実行される命令を変更する方法には、種々の方法を採用することができる。例えば第１制御部２０４０は、対象プログラム５０の実行コンテキストの中身を変更する。ここで、不正命令ハンドラが呼び出される際に、対象プログラム５０の実行コンテキストは、メモリ上に待避される。この実行コンテキストに含まれるプログラムカウンタの値は、不正命令例外の発生原因となった非共通命令を指している。そこで第１制御部２０４０は、メモリ上に待避されている対象プログラム５０の実行コンテキストについて、その中に含まれるプログラムカウンタの値を、次命令を指す値に変更する。これにより、再開された対象プログラム５０において最初に実行される命令を変更することができる。
【0054】
なお前述したように、第１制御部２０４０は、不正命令ハンドラの一部として実現される。そして、対象プログラム５０の実行は、不正命令ハンドラの実行が終了した後に再開される。そのため第１制御部２０４０は、対象プログラム５０の実行が再開される前に、再開された対象プログラム５０において最初に実行される命令を変更することができる。
【0055】
＜命令実行制御装置２０００の実現形態の例＞
命令実行制御装置２０００に関する理解をより容易にするために、命令実行制御装置２０００のより具体的な実現形態の例をいくつか例示する。以下の実現形態は、命令実行制御装置２０００の理解を容易にするための例示にすぎず、命令実行制御装置２０００の実現形態は以下で示す例に限定されない。
命令実行制御装置２０００に関する理解をより容易にするために、命令実行制御装置２０００のより具体的な実現形態の例をいくつか例示する。以下の実現形態は、命令実行制御装置２０００の理解を容易にするための例示にすぎず、命令実行制御装置２０００の実現形態は以下で示す例に限定されない。
【0056】
図６は、命令実行制御装置２０００の具体的な実現形態を例示する第１の図である。図６の命令実行制御装置２０００では、第１プロセッサ１０が含まれるハードウエア７０の上で、ＯＳ（Operating system）８０が動作する。ハードウエア７０は、図４で例示したコンピュータ１０００を構成するハードウエアに相当する。
【0057】
ＯＳ８０は、不正命令ハンドラ９０を含む。第１制御部２０４０は、不正命令ハンドラ９０の一部として実現される。取得部２０２０は、不正命令ハンドラ９０の一部として実現されてもよいし、ＯＳ８０の他の部分として実現されてもよい。後者の場合、例えば取得部２０２０は、ＯＳ８０の起動時に実行される処理の一部として実現される。
【0058】
ＯＳ８０の上では、ユーザアプリケーション１００が動作する。図６の例において、ユーザアプリケーション１００は対象プログラム５０に相当する。なお、複数のユーザアプリケーション１００が動作している場合、各ユーザアプリケーション１００が対象プログラム５０として扱われる。ただし命令実行制御装置２０００は、ユーザアプリケーション１００を対象プログラム５０として扱うべきか否か（言い換えれば、対象プログラム５０を命令実行制御装置２０００による制御の対象とすべきか否か）の選択を、ユーザアプリケーション１００の起動時等に受け付けてもよい。
【0059】
対象プログラム５０の実行が開始されると、対象プログラム５０を構成する各命令が第１プロセッサ１０によって実行される。ここで、非共通命令が実行されると、不正命令例外が発生するため、対象プログラム５０の実行コンテキストがメモリ上に待避された上で、不正命令ハンドラ９０が呼び出させる。
【0060】
不正命令ハンドラ９０は、非共通命令に対応する共通命令を特定し、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。不正命令ハンドラ９０の実行が終了すると、対象プログラム５０の実行が再開される。
【0061】
図７は、命令実行制御装置２０００の具体的な実現形態を例示する第２の図である。図７の命令実行制御装置２０００では、第１プロセッサ１０が含まれるハードウエア７０の上で、ハイパーバイザ１１０が動作している。ハイパーバイザ１１０は、不正命令ハンドラ１２０を含む。第１制御部２０４０は、不正命令ハンドラ１２０の一部として実現される。取得部２０２０は、不正命令ハンドラ１２０の一部として実現されてもよいし、ハイパーバイザ１１０の他の部分として実現されてもよい。
【0062】
ハイパーバイザ１１０の上では、仮想マシン１３０が動作する。図７の例において、仮想マシン１３０は対象プログラム５０に相当する。そのため、仮想マシン１３０上で動作するゲスト OS や、当該ゲスト OS 上で動作するユーザアプリケーションが、まとめて１つの対象プログラム５０として扱われる。複数の仮想マシン１３０が動作している場合、各仮想マシン１３０が対象プログラム５０として扱われうる。
【0063】
対象プログラム５０の実行が開始されると、対象プログラム５０を構成する各命令が第１プロセッサ１０によって実行される。ここで、非共通命令が実行されると、不正命令例外が発生するため、対象プログラム５０の実行コンテキストがメモリ上に待避された上で、不正命令ハンドラ１２０が呼び出される。
【0064】
不正命令ハンドラ１２０は、非共通命令に対応する共通命令を特定し、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。不正命令ハンドラ１２０の実行が終了すると、対象プログラム５０の実行が再開される。
【0065】
［実施形態２］
対象プログラム５０において、非共通命令が連続していることがありうる。例えば対象プログラム５０において、非共通命令 y1 の次に、非共通命令 y2 が実行されるとする。この場合、第１プロセッサ１０において非共通命令 y1 が検出されたことに応じて不正命令ハンドラが呼び出される。不正命令ハンドラは、非共通命令 y1 に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。その後、不正命令ハンドラによる処理を終了して対象プログラム５０の実行が再開されるとする。すると、次に実行される命令が非共通命令 y2 であるため、第１プロセッサ１０において再度非共通命令が検出される。その結果、不正命令ハンドラが再度呼び出される。
対象プログラム５０において、非共通命令が連続していることがありうる。例えば対象プログラム５０において、非共通命令 y1 の次に、非共通命令 y2 が実行されるとする。この場合、第１プロセッサ１０において非共通命令 y1 が検出されたことに応じて不正命令ハンドラが呼び出される。不正命令ハンドラは、非共通命令 y1 に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。その後、不正命令ハンドラによる処理を終了して対象プログラム５０の実行が再開されるとする。すると、次に実行される命令が非共通命令 y2 であるため、第１プロセッサ１０において再度非共通命令が検出される。その結果、不正命令ハンドラが再度呼び出される。
【0066】
ここで、例外ハンドラの呼び出しは、コンテキストスイッチなどによるオーバーヘッドの発生を伴う。そのため、例外ハンドラの出現頻度を少なくすることにより、オーバーヘッドを減らすことができる。
【0067】
そこで、実施形態２の命令実行制御装置は、非共通命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させるだけでなく、対象プログラム５０においてその非共通命令の次に含まれる次命令についても、共通命令への置き換えを試みる。具体的には、命令実行制御装置は、次命令が非共通命令であるか否かを判定する。そして、次命令が非共通命令である場合、命令実行制御装置は、次命令に対応する共通命令を特定し、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
【0068】
例えば前述したように、対象プログラム５０において、非共通命令 y1 の次に、非共通命令 y2 が実行されるとする。この場合、第１プロセッサ１０において非共通命令 y1 が検出されたことに応じて呼び出される不正命令ハンドラにおいて、１）非共通命令 y1 に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理に加え、２）次命令である y2 に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理が行われる。
【0069】
より具体的には、不正命令ハンドラは、次命令である命令 y2 が非共通命令であるか否かを判定する。命令 y2 は非共通命令であるため、不正命令ハンドラは、命令 y2 に対応する共通命令を特定し、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。その後、再開された対象プログラム５０において実行される命令が、命令 y2 の次の命令に設定された後、不正命令ハンドラの処理が終了する。
【0070】
ここで、対象プログラム５０において、非共通命令が３つ以上連続することも考えられる。そこで命令実行制御装置は、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令の次の命令だけでなく、２つ先や３つ先の命令についても、同様の処理を行ってもよい。例えば、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて呼び出される不正命令ハンドラが、当該非共通命令に続く対象プログラム５０の各命令について順に、その命令が非共通命令である間、対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理を行う。
【0071】
例えば対象プログラム５０が、非共通命令 y1、非共通命令 y2、非共通命令 y3、及び共通命令 x1 をこの順に含むとする。この場合、第１プロセッサ１０において非共通命令 y1 が検出されたことに応じて不正命令ハンドラが呼び出される。不正命令ハンドラは、非共通命令 y1 に対応する共通命令、非共通命令 y2 に対応する共通命令、及び非共通命令 y3 に対応する共通命令を、第１プロセッサ１０に実行させる。非共通命令 y3 の次の命令は共通命令 x1 であるため、不正命令ハンドラは、再開される対象プログラム５０において最初に実行される命令を x1 に設定する。その結果、不正命令ハンドラの終了後に、命令 x1 から、対象プログラム５０の実行が再開される。
【0072】
＜作用効果の例＞
本実施形態の命令実行制御装置によれば、不正命令ハンドラの一回の呼び出しにおいて、複数の非共通命令それぞれについて、その非共通命令に対応する共通命令を実行することができる。そのため、不正命令ハンドラの一回の呼び出しにおいて、共通命令に置き換えられる非共通命令が一つだけであるケースと比較し、非共通命令を共通命令に置き換える処理を、より小さいオーバーヘッドで行うことができる。
本実施形態の命令実行制御装置によれば、不正命令ハンドラの一回の呼び出しにおいて、複数の非共通命令それぞれについて、その非共通命令に対応する共通命令を実行することができる。そのため、不正命令ハンドラの一回の呼び出しにおいて、共通命令に置き換えられる非共通命令が一つだけであるケースと比較し、非共通命令を共通命令に置き換える処理を、より小さいオーバーヘッドで行うことができる。
【0073】
以下、本実施形態の命令実行制御装置について、より詳細に説明する。
【0074】
＜機能構成の例＞
図８は、実施形態２の命令実行制御装置３０００の機能構成を例示するブロック図である。実施形態２の命令実行制御装置３０００は、取得部３０２０、第１制御部３０４０、及び第２制御部３０６０を有する。取得部３０２０及び第１制御部３０４０の機能はそれぞれ、実施形態１の命令実行制御装置２０００が有する取得部２０２０及び第１制御部２０４０の機能と同じである。第２制御部３０６０は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出された場合に、対象プログラム５０においてその非共通命令の次に含まれる次命令が、非共通命令であるか否かを判定する。次命令が非共通命令である場合、第２制御部３０６０は、対応情報６０を用いて、次命令に対応する共通命令を特定する。そして、第２制御部３０６０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
図８は、実施形態２の命令実行制御装置３０００の機能構成を例示するブロック図である。実施形態２の命令実行制御装置３０００は、取得部３０２０、第１制御部３０４０、及び第２制御部３０６０を有する。取得部３０２０及び第１制御部３０４０の機能はそれぞれ、実施形態１の命令実行制御装置２０００が有する取得部２０２０及び第１制御部２０４０の機能と同じである。第２制御部３０６０は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出された場合に、対象プログラム５０においてその非共通命令の次に含まれる次命令が、非共通命令であるか否かを判定する。次命令が非共通命令である場合、第２制御部３０６０は、対応情報６０を用いて、次命令に対応する共通命令を特定する。そして、第２制御部３０６０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。
【0075】
＜ハードウエア構成の例＞
実施形態２の命令実行制御装置３０００は、実施形態１の命令実行制御装置２０００と同様に、例えば図４で例示されるコンピュータ１０００によって実現される。ただし、実施形態２のストレージデバイス１０８０には、実施形態２の命令実行制御装置３０００の各機能構成部を実現するプログラムが格納されている。
実施形態２の命令実行制御装置３０００は、実施形態１の命令実行制御装置２０００と同様に、例えば図４で例示されるコンピュータ１０００によって実現される。ただし、実施形態２のストレージデバイス１０８０には、実施形態２の命令実行制御装置３０００の各機能構成部を実現するプログラムが格納されている。
【0076】
＜処理の流れ＞
図９は、実施形態２の命令実行制御装置３０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。取得部３０２０は、対応情報６０を取得する（Ｓ２０２）。第１制御部３０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ２０４）。第１制御部３０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ２０６）。
図９は、実施形態２の命令実行制御装置３０００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。取得部３０２０は、対応情報６０を取得する（Ｓ２０２）。第１制御部３０４０は、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ２０４）。第１制御部３０４０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ２０６）。
【0077】
第２制御部３０６０は、次命令が非共通命令であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。次命令が非共通命令でない場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、図９の処理は終了する。
【0078】
一方、次命令が非共通命令である場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、第２制御部３０６０は、次命令に対応する共通命令を特定する（Ｓ２１０）。第２制御部３０６０は、特定した共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる（Ｓ２１２）。
【0079】
［実施形態３］
＜概要＞
実施形態３の命令実行制御装置は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する処理として、第１処理と第２処理のいずれか一方を選択する。第１処理は、実施形態１で説明した処理である。すなわち、第１処理は、第１プロセッサ１０による非共通命令の検出に応じて、その非共通命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理である。また、第１処理には、実施形態２で説明したように、次命令が非共通命令である場合に、次命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理が含まれてもよい。
＜概要＞
実施形態３の命令実行制御装置は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する処理として、第１処理と第２処理のいずれか一方を選択する。第１処理は、実施形態１で説明した処理である。すなわち、第１処理は、第１プロセッサ１０による非共通命令の検出に応じて、その非共通命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理である。また、第１処理には、実施形態２で説明したように、次命令が非共通命令である場合に、次命令に対応する共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる処理が含まれてもよい。
【0080】
一方、第２処理は、対象プログラム５０に対してダイナミックバイナリトランスレーション（DBT: Dynamic Binary Translation）を行う処理である。具体的には、第２処理は、対象プログラム５０に含まれる命令列（例えば基本ブロック）について、その命令列に含まれる各命令列が非共通命令であるか否かを判定し、対応情報６０を用いて非共通命令を共通命令に置換する。これにより、共通命令のみで構成される命令列が得られる。そして第２処理は、置換後の命令列を記憶部に格納する。より具体的には、第２処理は、メモリに格納されていた元の命令列を、置換後の命令列に置き換える。これにより、共通命令のみで構成される置換後の命令列が、第１プロセッサ１０によって実行される。
【0081】
このように第１処理と第２処理とでは、非共通命令を共通命令に置換するタイミングが異なる。第１処理では、非共通命令が含まれうる対象プログラム５０をそのまま第１プロセッサ１０に実行させた後、第１プロセッサ１０によって非共通命令が検出されたタイミングで、非共通命令から共通命令への置換が行われる。一方で、第２処理では、対象プログラム５０に含まれる命令列を第１プロセッサ１０に実行させる前に、その命令列に含まれる非共通命令が共通命令に置換される。
【0082】
命令実行制御装置は、第１処理と第２処理のどちらを実行するのかを、対象プログラム５０における非共通命令の出現頻度に基づいて決定する。非共通命令の出現頻度が閾値未満である場合、命令実行制御装置は、第１処理により、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する。一方、非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、命令実行制御装置は、第２処理により、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御する。
【0083】
以下、第１処理によって第１プロセッサ１０の実行を制御する状態にある命令実行制御装置を、「第１モードの命令実行制御装置」と呼ぶ。一方、第２処理によって第１プロセッサ１０の実行を制御する状態にある命令実行制御装置を、「第２モードの命令実行制御装置」と呼ぶ。これらの用語を用いると、「非共通命令の出現頻度が閾値未満である場合、命令実行制御装置は第１モードで動作する」と表現できる。また、「非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、命令実行制御装置は第２モードで動作する」と表現できる。
【0084】
＜作用効果の例＞
命令実行制御装置が第１モードで動作している場合、非共通命令から共通命令への置換は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて行われる。そのため、第１プロセッサ１０は、対象プログラム５０に元から含まれる共通命令を、命令実行制御装置による制御を介することなく実行することができる。一方で、非共通命令から共通命令への置換が例外処理の中で行われるため、当該置換の際に、例外処理に伴うオーバーヘッドが発生する。
命令実行制御装置が第１モードで動作している場合、非共通命令から共通命令への置換は、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出されたことに応じて行われる。そのため、第１プロセッサ１０は、対象プログラム５０に元から含まれる共通命令を、命令実行制御装置による制御を介することなく実行することができる。一方で、非共通命令から共通命令への置換が例外処理の中で行われるため、当該置換の際に、例外処理に伴うオーバーヘッドが発生する。
【0085】
これに対し、第２モードの命令実行制御装置は、対象プログラム５０の命令列を、共通命令のみで構成される命令列に変換した後に、当該命令列を第１プロセッサ１０に実行させる。このことから、非共通命令が第１プロセッサ１０によって検出されることはないため、当該検出に伴うオーバーヘッドは発生しない。一方で、命令実行制御装置が第２モードで動作している場合、対象プログラム５０に含まれる共通命令についても、非共通命令であるか否かの判定が行われる。そのため、当該判定処理に伴うオーバーヘッドが発生する。
【0086】
以上のことから、対象プログラム５０の実行において、非共通命令の出現頻度が比較的高い場合、第２モードの命令実行制御装置を利用して対象プログラム５０を実行する方が、第１モードの命令実行制御装置を利用して対象プログラム５０を実行する場合よりも、オーバーヘッドを小さくすることができる。一方、対象プログラム５０の実行において、非共通命令の出現頻度が比較的低い場合、第１モードの命令実行制御装置を利用して対象プログラム５０を実行する方が、第２モードの命令実行制御装置を利用して対象プログラム５０を実行する場合よりも、オーバーヘッドを小さくすることができる。
【0087】
そこで実施形態３の命令実行制御装置は、非共通命令が閾値未満である場合には、自身を第１モードで動作させる。一方、非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、実施形態３の命令実行制御装置は、自身を第２モードで動作させる。これにより、非共通命令の出現頻度に応じて、よりオーバーヘッドが小さい方法で、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御することができる。
【0088】
以下、本実施形態の命令実行制御装置について、より詳細に説明する。
【0089】
＜機能構成の例＞
図１０は、実施形態３の命令実行制御装置４０００の機能構成を例示するブロック図である。実施形態３の命令実行制御装置４０００は、取得部４０２０、第１制御部４０４０、頻度算出部４０８０、及び変換部４１００を有する。取得部４０２０が持つ機能は、実施形態１の取得部２０２０が持つ機能と同じである。頻度算出部２０８０は、非共通命令の出現頻度を算出する。変換部２１００は、非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、対応情報６０を用いて、対象プログラム５０の命令列に含まれる非共通命令を共通命令に変換する。
図１０は、実施形態３の命令実行制御装置４０００の機能構成を例示するブロック図である。実施形態３の命令実行制御装置４０００は、取得部４０２０、第１制御部４０４０、頻度算出部４０８０、及び変換部４１００を有する。取得部４０２０が持つ機能は、実施形態１の取得部２０２０が持つ機能と同じである。頻度算出部２０８０は、非共通命令の出現頻度を算出する。変換部２１００は、非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、対応情報６０を用いて、対象プログラム５０の命令列に含まれる非共通命令を共通命令に変換する。
【0090】
第１制御部４０４０は、非共通命令の出現頻度が閾値未満である場合に、対応情報６０を用いて、第１プロセッサ１０において検出された非共通命令に対応する共通命令を特定し、当該共通命令を第１プロセッサ１０に実行させる。その他の点を除き、第１制御部３０４０が持つ機能は、実施形態１の第１制御部２０４０が持つ機能と同じである。
【0091】
なお、実施形態３の命令実行制御装置４０００が、実施形態２の命令実行制御装置３０００と同様の機能を有する場合、実施形態３の命令実行制御装置４０００は、第２制御部４０６０（図示せず）をさらに有する。第２制御部４０６０が持つ機能は、実施形態２の第２制御部３０６０が持つ機能と同じである。
【0092】
＜ハードウエア構成の例＞
実施形態３の命令実行制御装置４０００は、実施形態１の命令実行制御装置４０００と同様に、例えば図４で例示されるコンピュータ１０００によって実現される。ただし、実施形態３のストレージデバイス１０８０には、実施形態３の命令実行制御装置４０００の各機能構成部を実現するプログラムが格納されている。
実施形態３の命令実行制御装置４０００は、実施形態１の命令実行制御装置４０００と同様に、例えば図４で例示されるコンピュータ１０００によって実現される。ただし、実施形態３のストレージデバイス１０８０には、実施形態３の命令実行制御装置４０００の各機能構成部を実現するプログラムが格納されている。
【0093】
＜処理の流れ＞
図１１は、第１処理と第２処理のいずれかを選択する処理の流れを例示するフローチャートである。この処理は、「命令実行制御装置４０００の動作モードとして、第１モードと第２モードのいずれかを選択する処理」とも表現できる。
図１１は、第１処理と第２処理のいずれかを選択する処理の流れを例示するフローチャートである。この処理は、「命令実行制御装置４０００の動作モードとして、第１モードと第２モードのいずれかを選択する処理」とも表現できる。
【0094】
頻度算出部４０８０は、非共通命令の出現頻度を算出する（Ｓ３０２）。非共通命令の出現頻度が閾値未満である場合、命令実行制御装置４０００は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御するための処理として、第１処理を選択する（Ｓ３０４）。一方、非共通命令の出現頻度が閾値以上である場合、命令実行制御装置４０００は、第１プロセッサ１０による対象プログラム５０の実行を制御するための処理として、第２モードを選択する（Ｓ３０６）。
【0095】
ここで、第１処理と第２処理の選択結果を命令実行制御装置４０００の動作に反映する具体的な方法は任意である。例えば不正命令ハンドラにおいて、第１処理が選択されている状態であるか否か（言い換えれば、命令実行制御装置４０００が第１モードであるか否か）の判定が行われる。第１処理が選択されている場合、不正命令ハンドラにおいて、第１制御部４０４０や第２制御部４０６０の処理が行われるようにする。一方、第１処理が選択されていない場合、不正命令ハンドラにおいて、第１制御部４０４０や第２制御部４０６０の処理が行われないようにする。
【0096】
また、第２処理が選択された場合、命令実行制御装置４０００の状態を、変換部４１００が動作する状態に設定する。ここで、変換部４１００が動作する状態に設定する具体的な手法には、システムの状態をダイナミックトランスレーションが実行される状態に設定する既存の手法を利用できる。
【0097】
図１２は、変換部４１００によって実行される処理の流れを例示するフローチャートである。変換部４１００は、変換対象の命令列を対象プログラム５０から取得する（Ｓ４０２）。変換対象の命令列を取得する具体的な手法には、ダイナミックバイナリトランスレーションの対象とする基本ブロックを取得する手法などを利用することができる。
【0098】
Ｓ４０４からＳ４１０は、変換対象の命令列に含まれる各命令について実行されるループ処理Ｌ１である。Ｓ４０４において、変換部４１００は、変換対象の命令列に含まれる全ての命令について、既にループ処理Ｌ１が実行されたか否かを判定する。変換対象の命令列に含まれる全ての命令について、既にループ処理Ｌ１が実行された場合、図１２の処理はＳ４１２に進む。
【0099】
一方、まだループ処理Ｌ１の対象とされていない命令が、変換対象の命令列に含まれる場合、変換部４１００は、まだループ処理Ｌ１の対象とされていない命令のうち、先頭に位置する命令を選択する。ここで選択される命令を「命令ｉ」と表記する。
【0100】
変換部４１００は、命令ｉが非共通命令であるか否かを判定する（Ｓ４０６）。命令ｉが非共通命令である場合（Ｓ４０６：ＹＥＳ）、変換部４１００は、対応情報６０を用いて、命令ｉを、命令ｉに対応する共通命令に置換する（Ｓ４０８）。一方、命令ｉが非共通命令でない場合（Ｓ４０６：ＮＯ）、命令の置換は行われない。Ｓ４１０はループ処理Ｌ１の終端であるため、再度Ｓ４０４が実行される。
【0101】
ループ処理Ｌ１の実行が完了した後、変換部４１００は、第１プロセッサ１０によって実行される命令列を、変換後の命令列に置き換える（Ｓ４１２）。当該置き換えの具体的な手法には、ダイナミックバイナリトランスレーションで採用されている既存の手法を利用することができる。
【0102】
ここで、図１２のフローチャートでは、対象プログラム５０に含まれる命令のうち、非共通命令のみが置換されている。しかしながら、ダイナミックトランスレーションが行われる場合、共通命令の中にも置換すべきものが存在しうる。そこで変換部４１００は、対象プログラム５０に含まれる命令のうち、共通命令についても、必要に応じて置換してよい。
【0103】
＜非共通命令の出現頻度の算出：Ｓ３０２＞
頻度算出部４０８０は、対象プログラム５０における非共通命令の出現頻度を算出する
（Ｓ３０２）。具体的には、頻度算出部４０８０は、特定の期間（以下、頻度算出期間）の中で、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出された回数に基づいて、非共通命令の出現頻度を算出する。
頻度算出部４０８０は、対象プログラム５０における非共通命令の出現頻度を算出する
（Ｓ３０２）。具体的には、頻度算出部４０８０は、特定の期間（以下、頻度算出期間）の中で、第１プロセッサ１０において非共通命令が検出された回数に基づいて、非共通命令の出現頻度を算出する。
【0104】
例えば頻度算出部４０８０は、頻度算出期間の時間長で、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を割ることにより得られる値を、非共通命令の出現頻度として算出する。頻度算出期間の時間長を t、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を c とおくと、非共通命令の出現頻度は c/t となる。
【0105】
なお、非共通命令の出現頻度が定期的に算出される場合（言い換えれば、頻度算出期間の長さが一定である場合）、頻度算出期間における非共通命令の検出回数 c を、非共通命令の出現頻度として扱ってもよい。
【0106】
その他にも例えば、頻度算出部４０８０は、頻度算出期間の中で第１プロセッサ１０によって実行された命令の総数で、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を割ることにより得られる値を、非共通命令の出現頻度として算出してもよい。頻度算出期間の中で第１プロセッサ１０によって実行された命令の総数 Na、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を c とおくと、非共通命令の出現頻度は c/Na となる。
【0107】
なお、第１プロセッサ１０によって実行された命令の回数は、例えば、実行された命令の回数をカウントするカウンタを第１プロセッサ１０に設けることにより、把握することができる。
【0108】
その他にも例えば、頻度算出部４０８０は、頻度算出期間における第１プロセッサ１０のプログラムカウンタの値の増加量で、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を割ることにより得られる値を、共通命令の出現頻度として算出してもよい。頻度算出期間におけるプログラムカウンタの値の増加量を d、頻度算出期間における非共通命令の検出回数を c とおくと、非共通命令の出現頻度は c/d となる。
【0109】
非共通命令の出現頻度を算出するタイミングは任意である。例えば非共通命令の出現頻度は、定期的なタイミングで算出される。その他にも例えば、非共通命令の出現頻度は、所定の条件が満たされたことに応じて算出される。所定の条件は、例えば、「所定のユーザ入力が行われた」などといった条件である。
【0110】
ここで、対象プログラム５０の実行が開始されてから、非共通命令の出現頻度が最初に算出されるまでの間について、第１処理と第２処理のどちらが行われるようにするのかは、任意である。例えば、命令実行制御装置４０００の管理者によって、第１処理と第２処理のいずれかが選択される。
【0111】
その他にも例えば、対象プログラム５０が過去に命令実行制御装置４０００によって実行されたプログラムである場合、対象プログラム５０の過去の実行時の情報に基づいて、第１処理と第２処理のどちらかが選択されてもよい。具体的には、命令実行制御装置４０００は、対象プログラム５０を第１プロセッサ１０に実行させた際に、第１処理が選択された回数（非共通命令の出現頻度が閾値未満であった回数）と第２処理が選択された回数（非共通命令の出現頻度が閾値以上であった回数）の双方を、対象プログラム５０の識別情報に対応づけて格納しておく。そして命令実行制御装置４０００は、非共通命令の出現頻度が最初に算出されるまでの間、第１処理と第２処理のうち、過去の実行時における選択回数が多い処理を利用する。
【0112】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0113】
なお、上述の例において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、実施形態で説明された１又はそれ以上の機能をコンピュータに行わせるための命令群（又はソフトウェアコード）を含む。プログラムは、非一時的なコンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体に格納されてもよい。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体又は実体のある記憶媒体は、RAM、ROM、フラッシュメモリ、SSD 又はその他のメモリ技術、CD-ROM、digital versatile disc（DVD）、Blu-ray（登録商標）ディスク又はその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ又はその他の磁気ストレージデバイスを含む。プログラムは、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体上で送信されてもよい。限定ではなく例として、一時的なコンピュータ可読媒体又は通信媒体は、電気的、光学的、音響的、またはその他の形式の伝搬信号を含む。
【符号の説明】
【0114】
１０ 第１プロセッサ
２０ 第２プロセッサ
３０ 第１命令セット
４０ 第２命令セット
５０ 対象プログラム
６０ 対応情報
６２ 非共通命令
６４ 共通命令
７０ ハードウエア
８０ ＯＳ
９０ 不正命令ハンドラ
１００ ユーザアプリケーション
１１０ ハイパーバイザ
１２０ 不正命令ハンドラ
１３０ 仮想マシン
１０００ コンピュータ
１０２０ バス
１０４０ プロセッサ
１０６０ メモリ
１０８０ ストレージデバイス
１１００ 入出力インタフェース
１１２０ ネットワークインタフェース
２０００ 命令実行制御装置
２０２０ 取得部
２０４０ 第１制御部
２０６０ 第２制御部
３０００ 命令実行制御装置
３０２０ 取得部
３０４０ 第１制御部
３０６０ 第２制御部
４０００ 命令実行制御装置
４０２０ 取得部
４０４０ 第１制御部
４０８０ 頻度算出部
４１００ 変換部
２０ 第２プロセッサ
３０ 第１命令セット
４０ 第２命令セット
５０ 対象プログラム
６０ 対応情報
６２ 非共通命令
６４ 共通命令
７０ ハードウエア
８０ ＯＳ
９０ 不正命令ハンドラ
１００ ユーザアプリケーション
１１０ ハイパーバイザ
１２０ 不正命令ハンドラ
１３０ 仮想マシン
１０００ コンピュータ
１０２０ バス
１０４０ プロセッサ
１０６０ メモリ
１０８０ ストレージデバイス
１１００ 入出力インタフェース
１１２０ ネットワークインタフェース
２０００ 命令実行制御装置
２０２０ 取得部
２０４０ 第１制御部
２０６０ 第２制御部
３０００ 命令実行制御装置
３０２０ 取得部
３０４０ 第１制御部
３０６０ 第２制御部
４０００ 命令実行制御装置
４０２０ 取得部
４０４０ 第１制御部
４０８０ 頻度算出部
４１００ 変換部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】