特許 7585738 制御装置および処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】制御装置および処理方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 9/48 20060101AFI20241112BHJP

【ＦＩ】

G06F9/48 350Z

G06F9/48 350B

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020194423

(22)【出願日】2020-11-24

(65)【公開番号】P2022083141

(43)【公開日】2022-06-03

【審査請求日】2023-10-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】中島 信一

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 剛

(72)【発明者】

【氏名】高松 英治

【審査官】坂庭 剛史

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００７３７１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１８３６７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１６７２４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２２７２５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２１０４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】多田好克、寺田 実，移植性・拡張性に優れたＣのコルーチンライブラリー実現法，電子情報通信学会論文誌，日本，社団法人電子情報通信学会，1990年12月25日，Vol.J73-D-I, No.12，pp.961-970，ISSN 0915-1915

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理を中断させた後、中断させた処理の続きから処理を再開させるコルーチン関数を実行する制御装置であって、
前記コルーチン関数を含むプログラムが保存されるメモリと、
前記プログラムを実行する制御部、とを備え、
前記制御部が前記プログラムを実行することにより行われる処理は、
前記コルーチン関数が呼び出された後、前記メモリのグローバル領域に前記コルーチン関数の情報を退避させる退避領域を確保するステップと、
前記コルーチン関数が呼び出された後、前記コルーチン関数の処理が中断される前に、前記メモリのスタック領域に保存されている前記コルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、前記退避領域に退避させるステップと、
前記中断された処理を再開する前に、前記退避領域に退避された前記自動変数を、前記メモリの前記スタック領域に復元するステップと、
前記コルーチン関数を呼び出した後に、前記メモリの前記スタック領域における前記自動変数のアドレスリストを前記メモリの前記グローバル領域に作成するステップと、を含む、制御装置。

【請求項2】

前記コルーチン関数の情報は、前記コルーチン関数のポインタ情報、前記コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値をさらに含む、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記自動変数、前記引数、および、前記戻り値の各々の情報は、前記メモリ上の領域情報またはポインタ情報である、請求項２に記載の制御装置。

【請求項4】

前記退避領域を確保するステップは、前記コルーチン関数の情報の大きさに応じて、前記退避領域を確保するステップを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項5】

前記制御部が前記プログラムを実行することにより行われる処理は、前記自動変数を前記メモリの前記スタック領域に復元した後、前記自動変数が保存されていた領域を解放するステップをさらに含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項6】

前記自動変数を前記退避領域に退避させるステップは、作成された前記アドレスリストに基づいて、前記自動変数を前記退避領域に退避させるステップを含み、
前記自動変数を前記スタック領域に復元するステップは、作成された前記アドレスリストに基づいて、前記自動変数を、前記メモリの前記スタック領域に復元するステップを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項7】

前記制御部が前記プログラムを実行することにより行われる処理は、前記自動変数を前記退避領域に退避させた後、前記自動変数の前記アドレスリストが保存されていた領域を解放するステップをさらに含む、請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

処理を中断させた後、中断させた処理の続きから処理を再開させるコルーチン関数を実行する処理方法であって、
前記コルーチン関数を呼び出すステップと、
前記コルーチン関数が呼び出された後、メモリのグローバル領域に前記コルーチン関数の情報を退避させる退避領域を確保するステップと、
前記コルーチン関数が呼び出された後、前記コルーチン関数の処理が中断される前に、前記メモリのスタック領域に保存されている前記コルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、前記退避領域に退避させるステップと、
前記中断された処理を再開する前に、前記退避領域に退避された前記自動変数を、前記メモリの前記スタック領域に復元するステップと、
前記コルーチン関数を呼び出した後に、前記メモリの前記スタック領域における前記自動変数のアドレスリストを前記メモリの前記グローバル領域に作成するステップと、を含む、処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、制御装置および処理方法に関し、特に、コルーチン関数を実行する制御装置および処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、コルーチン関数を実行する処理方法が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、コルーチン関数のプロセスが開示されている。通常の関数（サブルーチン関数など、関数Ｂとする）では、呼び出し元の関数（関数Ａとする）から関数Ｂを呼び出した場合、呼び出された関数Ｂの処理が完了した後、処理は、呼び出し元の関数Ａに復帰する。一方、コルーチン関数では、呼び出し元の関数Ａからコルーチン関数（コルーチン関数Ｃとする）を呼び出した場合、コルーチン関数Ｃは、処理を実行した後に処理を中断する。これにより、処理は、呼び出し元の関数Ａに復帰する。そして、呼び出し元の関数Ａが、再びコルーチン関数Ｃを呼び出した場合、呼び出されたコルーチン関数Ｃは、処理を中断した時点から処理を再開する。

【0004】

ここで、従来、Ｃ言語などのように、標準ライブラリとして、コルーチン関数が提供されていない言語がある。この場合、たとえばＣ言語では、ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文を用いて疑似的にコルーチン関数を実装する方法が知られている。この方法では、コルーチン関数内の複数の処理が、ｃａｓｅ節の単位に分割される。そして、１つのｃａｓｅ節内の処理が実行され、次回に処理されるｃａｓｅ節のラベルがメモリに保存された後、コルーチン関数が終了される。これにより、疑似的にコルーチン関数の処理の中断が実現されている。なお、コルーチン関数の自動変数などは、メモリのスタック領域に保存されている。そして、処理の再開時には、コルーチン関数の先頭から処理が実行される。そして、ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文の条件判断によって、処理の中断の前に保存されたラベルのｃａｓｅ節の処理が実行される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第５４２１９１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、Ｃ言語のｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文を用いて疑似的なコルーチン関数を実装した場合において、中断した処理を再開するためにコルーチン関数が呼び出された際、コルーチン関数の自動変数が保存されているメモリのスタック領域が初期化されるか、または、スタック領域に不定値が保存される。このため、中断した処理の再開時には、コルーチン関数の自動変数の値が、処理の中断前の値と異なっており、中断した処理を正常に再開できない場合があるという問題点がある。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、コルーチン関数を実行する際に、中断した処理を正常に再開することが可能な制御装置および処理方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による制御装置は、処理を中断させた後、中断させた処理の続きから処理を再開させるコルーチン関数を実行する制御装置であって、コルーチン関数を含むプログラムが保存されるメモリと、プログラムを実行する制御部、とを備え、制御部がプログラムを実行することにより行われる処理は、コルーチン関数が呼び出された後、メモリのグローバル領域にコルーチン関数の情報を退避させる退避領域を確保するステップと、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリのスタック領域に保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域に退避させるステップと、中断された処理を再開する前に、退避領域に退避された自動変数を、メモリのスタック領域に復元するステップと、コルーチン関数を呼び出した後に、メモリのスタック領域における自動変数のアドレスリストをメモリのグローバル領域に作成するステップと、を含む。なお、「コルーチン関数」とは、標準ライブラリとして提供されるコルーチン関数に加えて、Ｃ言語のｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文などを用いて実装された疑似的なコルーチン関数を含む概念である。

【0009】

この発明の第１の局面による制御装置では、上記のように、プログラムは、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリのスタック領域に保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域に退避させるステップと、中断された処理を再開する前に、退避領域に退避された自動変数を、メモリのスタック領域に復元するステップと、を含む。これにより、メモリのスタック領域に保存されている自動変数がメモリのグローバル領域の退避領域に退避されるので、中断した処理を再開するためにコルーチン関数が呼び出された際、メモリのスタック領域が初期化されるかまたはスタック領域に不定値が保存されていても、メモリのグローバル領域の退避領域に退避された自動変数がメモリのスタック領域に復元される。その結果、コルーチン関数の中断した処理の再開時に、正確な自動変数に基づいて、処理を再開することができる。これにより、コルーチン関数を実行する際に、中断した処理を正常に再開することができる。

【0010】

上記第１の局面による制御装置において、好ましくは、コルーチン関数の情報は、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値をさらに含む。このように構成すれば、中断した処理の再開に必要なコルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、自動変数、引数、および、戻り値が、メモリのグローバル領域の退避領域に退避されるので、中断した処理を正常かつ確実に再開することができる。

【0011】

この場合、好ましくは、自動変数、引数、および、戻り値の各々の情報は、メモリ上の領域情報またはポインタ情報である。ここで、メモリのグローバル領域は、メモリのスタック領域と異なり自由に書き込みが可能であるので、自動変数、引数、および、戻り値の各々の情報を、メモリ上の領域情報またはポインタ情報のいずれでも書き込むことができる。

【0012】

上記第１の局面による制御装置において、好ましくは、退避領域を確保するステップは、コルーチン関数の情報の大きさに応じて、退避領域を確保するステップを含む。ここで、コルーチン関数の情報を、コルーチン関数を呼び出す呼び出し元の関数のスタック領域に保存する場合、コルーチン関数の情報のための領域が固定サイズで確保される場合がある。この場合、コルーチン関数の構成（引数、自動変数および戻り値のそれぞれの個数）によっては、コルーチン関数の情報のために適切に領域を確保できない（過不足する）場合がある。そこで、上記のように構成することによって、メモリのグローバル領域では、退避領域を可変長により確保することができる（グローバル領域は、スタック領域に比べて領域のサイズの指定が容易である）ので、退避領域を適切に確保することができる。

【0013】

上記第１の局面による制御装置において、好ましくは、制御部がプログラムを実行することにより行われる処理は、自動変数をメモリのスタック領域に復元した後、自動変数が保存されていた領域を解放するステップをさらに含む。このように構成すれば、自動変数をメモリのスタック領域に復元した後にメモリの自動変数が保存されていた領域が解放されるので、コルーチン関数が複数設けられる場合において、解放後のメモリのグローバル領域を他のコルーチン関数の自動変数などを保存する領域として利用することができる。つまり、コルーチン関数の数が比較的多い場合でも、コルーチン関数を適切に実行することができる。

【0014】

上記第１の局面による制御装置において、好ましくは、自動変数を退避領域に退避させるステップは、作成されたアドレスリストに基づいて、自動変数を退避領域に退避させるステップを含み、自動変数をスタック領域に復元するステップは、作成されたアドレスリストに基づいて、自動変数を、メモリのスタック領域に復元するステップを含む。このように構成すれば、アドレスリストに基づいて自動変数の退避および復元が行われるので、自動変数を間違えることなく退避領域に退避させるとともにスタック領域に復元することができる。

【0015】

この場合、好ましくは、制御部がプログラムを実行することにより行われる処理は、自動変数を退避領域に退避させた後、自動変数のアドレスリストが保存されていた領域を解放するステップをさらに含む。このように構成すれば、自動変数を退避領域に退避させた後、自動変数のアドレスリストが保存されていた領域が解放されるので、コルーチン関数が複数設けられる場合において、解放後のメモリのグローバル領域を他のコルーチン関数のアドレスリストなどを保存する領域として利用することができる。つまり、コルーチン関数の数が比較的多い場合でも、コルーチン関数を適切に実行することができる。

【0016】

この発明の第２の局面による処理方法は、処理を中断させた後、中断させた処理の続きから処理を再開させるコルーチン関数を実行する処理方法であって、コルーチン関数を呼び出すステップと、コルーチン関数が呼び出された後、メモリのグローバル領域にコルーチン関数の情報を退避させる退避領域を確保するステップと、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリのスタック領域に保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域に退避させるステップと、中断された処理を再開する前に、退避領域に退避された自動変数を、メモリのスタック領域に復元するステップと、コルーチン関数を呼び出した後に、メモリのスタック領域における自動変数のアドレスリストをメモリのグローバル領域に作成するステップと、を含む。

【0017】

この発明の第２の局面による処理方法では、上記のように、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリのスタック領域に保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域に退避させるステップと、中断された処理を再開する前に、退避領域に退避された自動変数を、メモリのスタック領域に復元するステップと、を含む。これにより、メモリのスタック領域に保存されている自動変数がメモリのグローバル領域の退避領域に退避されるので、中断した処理を再開するためにコルーチン関数が呼び出された際、メモリのスタック領域が初期化されるかまたはスタック領域に不定値が保存されていても、メモリのグローバル領域の退避領域に退避された自動変数がメモリのスタック領域に復元される。その結果、コルーチン関数の中断した処理の再開時に、正確な自動変数に基づいて、処理を再開することができる。これにより、コルーチン関数を実行する際に、中断した処理を正常に再開することが可能な処理方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上記のように、コルーチン関数を実行する際に、中断した処理を正常に再開することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態による制御装置のブロック図である。

【図2】本実施形態による制御装置のメモリの構成を示す図である。

【図3】一般的なサブルーチン関数の処理を説明するためのシーケンス図である。

【図4】一般的なコルーチン関数の処理を説明するためのシーケンス図である。

【図5】本実施形態によるコルーチン関数の処理とメモリとの関係を説明するための図である。

【図6】本実施形態による制御装置のメモリのブロックを説明するための図である。

【図7】本実施形態によるコルーチン関数の処理を例示した図である。

【図8】本実施形態による自動変数のアドレスリスト（スタックフレーム定義）を説明するための図である。

【図9】本実施形態によるコルーチン関数の処理を説明するためのフロー図である。

【図10】本実施形態によるコルーチン関数の記述例および実際のコード例を説明するための図である。

【図11】本実施形態によるコルーチン関数の処理を説明するためのシーケンス図である。

【図12】本実施形態によるコルーチン関数の処理を説明するためのメモリ遷移図である。

【図13】本実施形態による２つのコルーチン関数の処理を説明するためのシーケンス図である。

【図14】本実施形態による２つのコルーチン関数の処理を説明するためのメモリ遷移図である。

【図15】本実施形態によるコルーチン関数およびサブコルーチン関数の処理を説明するためのシーケンス図である。

【図16】本実施形態によるコルーチン関数およびサブコルーチン関数の処理を説明するためのメモリ遷移図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１～図１６を参照して、本実施形態による制御装置１００の構成について説明する。なお、制御装置１００は、たとえば、組み込み機器に用いられる制御装置１００である。

【0022】

図１に示すように、制御装置１００は、プリント基板１に設けられたマイコン２と、メモリ３とを備えている。メモリ３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などから構成されている。また、メモリ３には、コルーチン関数を含むプログラム４が保存されている。マイコン２は、メモリ３に保存されたプログラム４を実行する。プログラム４は、Ｃ言語により記載されている。なお、マイコン２は、特許請求の範囲の「制御部」の一例である。

【0023】

図２に示すように、Ｃ言語によって取り扱われるメモリ３は、テキスト領域３ａと、グローバル領域３ｂ（静的領域）と、ヒープ領域３ｃと、スタック領域３ｄとを含む。そして、テキスト領域３ａには、機械語に翻訳されたプログラム４が格納される。グローバル領域３ｂには、グローバル変数などの静的変数が格納される。ヒープ領域３ｃは、メモリ３の管理のために使用される。スタック領域３ｄは、Ｃ言語の自動変数（ローカル変数など）が格納される。また、ヒープ領域３ｃおよびスタック領域３ｄのサイズは、プログラム４中に変化する。

【0024】

本実施形態では、制御装置１００は、処理を中断させた後、中断させた処理の続きから処理を再開させる、Ｃ言語により実装された疑似的なコルーチン関数を実行するように構成されている。

【0025】

図３および図４を参照して、サブルーチン関数とコルーチン関数との差異について説明する。

【0026】

図３に示すように、サブルーチン関数は、ｆｕｎｃ１関数からサブルーチン関数であるｆｕｎｃ２関数を呼び出すと（ｃａｌｌ）、ｆｕｎｃ２関数は、ｆｕｎｃ２関数に含まれるｒｅｔｕｒｎ文までの処理を実行する。一方、図４に示すように、コルーチン関数では、ｆｕｎｃ１関数からコルーチン関数であるｆｕｎｃ２関数を呼び出すと（ｒｅｓｕｍｅ）、ｆｕｎｃ２関数の途中まで処理を実行するとともに中断する（ｙｉｅｌｄ）。そして、再び、ｆｕｎｃ１関数からｆｕｎｃ２関数を呼び出すと（ｒｅｓｕｍｅ）、前回の処理において中断された部分の続きから、処理が再開される。

【0027】

なお、Ｃ言語では、コルーチン関数が標準ライブラリとして提供されていない。そこで、本実施形態では、Ｃ言語のＳｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文を用いて、疑似的なコルーチン関数を実装する（図１０参照）。具体的には、Ｓｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文により実装された疑似的なコルーチン関数において、コルーチン関数の処理がｃａｓｅ節単位に分割される。そして、１つのｃａｓｅ節の処理が実行され、次回に処理するｃａｓｅ節のラベル（中断位置）がメモリ３に保存された後、処理は、コルーチン関数から復帰（離脱）する。これにより、Ｃ言語のＳｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文を用いて、疑似的なコルーチン関数が実装される。コルーチン関数の処理の再開時には、コルーチン関数が呼び出され、コルーチン関数の先頭から処理が開始される。そして、Ｓｗｉｔｃｈ文の条件判定に基づいて、前回の処理の中断時に保存されたｃａｓｅ節のラベル（中断位置）に対応するｃａｓｅ節から処理が実行される。

【0028】

（プログラムの構成）
次に、本実施形態によるＣ言語で疑似的に実装されたコルーチン関数の構成（プログラム４の構成）について説明する。

【0029】

本実施形態では、図５に示すように、Ｃ言語で疑似的に実装されたコルーチン関数の処理（プログラム４）は、コルーチン関数が呼び出された後、メモリ３のグローバル領域３ｂにコルーチン関数の情報を退避させる退避領域３ｅを確保するステップを含む。退避領域３ｅは、可変長のブロック単位で管理される。また、図６に示すように、ブロックの先頭には、使用情報フラグと、ブロックサイズとを含むブロック情報が保存されている。使用情報フラグは、未使用または使用中を示す。ブロックサイズは、ブロック情報と、割り当てられたメモリ領域のサイズの情報とを含む。

【0030】

退避領域３ｅを確保する処理では、退避領域３ｅの先頭から、ブロック情報が参照され、使用状況フラグが未使用であるブロックが検索される。そして、使用状況フラグが未使用であるブロックが見つかった場合、このブロックの使用状況フラグを使用中にするとともに、割り当てられたメモリ３の領域（ブロック）の先頭のアドレスを返す。また、使用状況フラグが未使用であるブロックが見つからなかった場合、ブロック情報において使用状況フラグが未使用であるブロックが再検索（順次検索）される。

【0031】

また、本実施形態では、コルーチン関数の情報は、自動変数に加えて、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値をさらに含む。また、自動変数、引数、および、戻り値の各々の情報は、メモリ３上の領域情報またはポインタ情報である。なお、自動変数の領域情報、引数の領域情報、および、戻り値の領域情報は、退避領域３ｅの範囲内でサイズを変更することが可能である。また、自動変数のポインタ情報、引数のポインタ情報、および、戻り値のポインタ情報の参照先は、退避領域３ｅにおいて確保された、各々に必要なサイズを有する領域である。

【0032】

また、本実施形態では、図５に示すように、退避領域３ｅを確保するステップは、コルーチン関数の情報の大きさに応じて、メモリ３のグローバル領域３ｂに退避領域３ｅを確保するステップを含む。ここで、コルーチン関数の情報を、コルーチン関数を呼び出す呼出元関数のスタック領域３ｄに確保した場合、スタック領域３ｄのサイズ（最大値）は、プログラム４のコンパイル時に決定される。このため、コルーチン関数の情報を保存するためのスタック領域３ｄのサイズは、コンパイル時に決定されたスタック領域３ｄの最大値未満となるので、同時に実行可能なコルーチン関数の数が制限される。一方、本実施形態では、コルーチン関数の情報がグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに保存される。スタック領域３ｄに比べてグローバル領域３ｂのサイズの指定が容易であるので、本実施形態では、同時に実行可能なコルーチン関数の数が制限されるのを抑制することが可能になる。

【0033】

また、本実施形態では、プログラム４は、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリ３のスタック領域３ｄに保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域３ｅに退避させるステップを含む。なお、自動変数は、コルーチン関数の情報（以下、Ｃｏ情報と言う場合がある）の内部の自動変数領域に退避されてもよいし、Ｃｏ情報とは別個に確保された領域に退避されてもよい。

【0034】

また、本実施形態では、プログラム４は、中断された処理を再開する前に、退避領域３ｅに退避された自動変数を、メモリ３のスタック領域３ｄに復元するステップを含む。

【0035】

図７に示す例では、コルーチン関数１とコルーチン関数２とが実行される。コルーチン関数１の実行時には、コルーチン関数１の自動変数１－１および自動変数１－２が、メモリ３のスタック領域３ｄに保存されている。コルーチン関数１の処理が中断される前に、スタック領域３ｄに保存されている自動変数１－１および自動変数１－２は、退避領域３ｅに退避される。なお、図７の例では、自動変数１－１および自動変数１－２は、コルーチン関数１の情報であるＣｏ情報１（ポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値など）が保存される領域とは異なる領域に退避されている。

【0036】

次に、コルーチン関数２の実行時には、コルーチン関数２の自動変数２－１および自動変数２－２が、メモリ３のスタック領域３ｄに保存されている。コルーチン関数２の処理が中断される前に、スタック領域３ｄに保存されている自動変数２－１および自動変数２－２は、退避領域３ｅに退避される。

【0037】

コルーチン関数１の再開時には、スタック領域３ｄに保存されている自動変数１－１および自動変数１－２が、メモリ３のスタック領域３ｄに復元される。コルーチン関数２の再開時も、同様である。

【0038】

また、本実施形態では、プログラム４は、自動変数をメモリ３のスタック領域３ｄに復元した後、自動変数が保存されていた領域（退避領域３ｅ）を解放するステップをさらに含む。具体的には、図６に示すように、退避領域３ｅの先頭アドレスから、開放する領域が含まれるブロックのブロック情報を参照して、このブロックの使用状況フラグを未使用にする。

【0039】

また、本実施形態では、図８に示すように、プログラム４は、コルーチン関数を呼び出した後に、メモリ３のスタック領域３ｄにおける自動変数のアドレスリストＡＬ（スタックフレーム定義）を作成するステップをさらに含む。具体的には、メモリ３のグローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬの情報を保存するために必要な定義領域３ｆが確保される。そして、退避する自動変数のスタック領域３ｄ上のアドレス値（ポインタ）がアドレスリストＡＬ（スタックフレーム定義）としてグローバル領域３ｂに保存される。

【0040】

たとえば、図８（ａ）に示す例では、スタック領域３ｄに、自動変数Ａ、自動変数Ｂおよび自動変数Ｃ（図８では、各々、Ａ、ＢおよびＣと記載する）が保存されている。そして、グローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬとして、自動変数Ａのポインタ、自動変数Ｂのポインタおよび自動変数Ｃのポインタが保存されている。なお、自動変数Ａのポインタ、自動変数Ｂのポインタおよび自動変数Ｃのポインタは、図８に示される順に限られず、任意の順に保存される。

【0041】

そして、本実施形態では、図８（ｃ）に示すように、自動変数をグローバル領域３ｂに退避させるステップは、作成されたアドレスリストＡＬに基づいて、自動変数を退避領域３ｅに退避させるステップを含む。具体的には、メモリ３のグローバル領域３ｂにコルーチン関数の情報（自動変数）を退避させる退避領域３ｅを確保する。そして、アドレスリストＡＬで定義された順に、ポインタが参照した自動変数の値を、退避領域３ｅに保存する。

【0042】

たとえば、図８（ｃ）に示す例では、スタック領域３ｄに自動変数Ａ、自動変数Ｂおよび自動変数Ｃが保存されている。そして、ポインタが参照した自動変数Ａの値が、退避領域３ｅに保存される。これにより、グローバル領域３ｂに、自動変数Ａの値が退避される。自動変数Ｂおよび自動変数Ｃについても同様である。

【0043】

そして、本実施形態では、プログラム４は、自動変数（の値）を、退避領域３ｅに退避させるステップの後、アドレスリストＡＬが保存されていた領域を解放するステップをさらに含む。

【0044】

また、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、自動変数をスタック領域３ｄに復元するステップは、作成されたアドレスリストＡＬに基づいて、自動変数を、メモリ３のスタック領域３ｄに復元するステップを含む。具体的には、退避領域３ｅから、処理の中断前に退避した自動変数の値を取得する。そして、自動変数を、アドレスリストＡＬに定義された順に、ポインタが示すスタック領域３ｄの部分に保存する。

【0045】

たとえば、図８（ｂ）に示す例では、退避領域３ｅに中断前の自動変数Ａの値、自動変数Ｂの値および自動変数Ｃの値が保存されている。そして、自動変数Ａの値を、アドレスリストＡＬの自動変数Ａのポインタが示すスタック領域３ｄの部分に保存する。これにより、スタック領域３ｄに、自動変数Ａの値が復元される。自動変数Ｂおよび自動変数Ｃについても同様である。自動変数Ａ～Ｃがメモリ３のスタック領域３ｄに復元された後、自動変数Ａ～Ｃが保存されていた領域（グローバル領域３ｂの部分）が解放される。

【0046】

次に、本実施形態のコルーチン関数の処理方法について説明する。なお、以下の処理は、マイコン２によって行われる。

【0047】

まず、図９、図１１および図１２に示すように、ステップＳ１（図１０のｃｏ＿ｂｅｇｉｎ）において、コルーチン関数が呼び出される。

【0048】

次に、ステップＳ２（図１０のｄｅｆｉｎｅ＿ｆｒａｍｅ）において、コルーチン関数が呼び出された後、メモリ３のグローバル領域３ｂに、メモリ３のスタック領域３ｄにおける自動変数のアドレスリストＡＬを保存するための領域を確保する。そして、コルーチン関数を呼び出した後に、アドレスリストＡＬをこの領域に作成する。

【0049】

次に、ステップＳ３（図１０のＳｗｉｔｃｈ）において、Ｓｗｉｔｃｈ文によって、コルーチン関数の処理の中断位置が判定される。

【0050】

ステップＳ３において、初めてコルーチン関数が実行される（図１０のｃａｓｅ０）と判定された場合、ステップＳ４において、図１０のｃａｓｅ（）節の処理が実行される。つまり、「ｈｅｌｌｏ ｗｏｒｌｄ！！」が図示しないディスプレイに表示される。

【0051】

次に、図１０（コルーチン関数の記述例）に示すように、「ｃｏ＿ｙｉｅｌｄ（）」によって、コルーチン関数の処理の中断が指令される。具体的には、ステップＳ５（図１０のｓａｖｅ＿ｖａｌｕｅ）において、コルーチン関数のためのスタック領域３ｄに保存された自動変数がグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。詳細には、メモリ３のグローバル領域３ｂにコルーチン関数の情報（自動変数、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値）を退避させる退避領域３ｅを確保した後、スタック領域３ｄの自動変数がグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。

【0052】

次に、ステップＳ６（図１０の＿ｓｔａｔｅ＝＿ＬＩＮＥ＿）において、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅに退避（保存）される。

【0053】

次に、ステップＳ７（図１０のｒｅｔｕｒｎ）において、コルーチン関数が中断（終了）される。

【0054】

ステップＳ３において、コルーチン関数が再開（１回目の再開）されたと判定された場合（図１０のｃａｓｅ＿ＬＩＮＥ＿）、ステップＳ８において、メモリ３のグローバル領域３ｂに退避されていた自動変数が、スタック領域３ｄに復元される（図１０のｌｏａｄ＿ｖａｌｕｅ（））。その後、メモリ３のグローバル領域３ｂにおいて、自動変数が保存されていた領域が解放される。

【0055】

次に、ステップＳ９において、図１０のｃａｓｅ＿ＬＩＮＥ＿節の処理が実行される。つまり、「ｈｉ ｗｏｒｌｄ！」が図示しないディスプレイに表示される。

【0056】

次に、図１０に示すように、「ｃｏ＿ｙｉｅｌｄ（）」によって、コルーチン関数の処理の中断が指令される。具体的には、ステップＳ１０（図１０のｓａｖｅ＿ｖａｌｕｅ）において、コルーチン関数のためのスタック領域３ｄに保存された自動変数がグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。詳細には、メモリ３のグローバル領域３ｂにコルーチン関数の情報（自動変数、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値）を退避させる退避領域３ｅを確保した後、スタック領域３ｄの自動変数がグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。

【0057】

次に、ステップＳ１１（図１０の＿ｓｔａｔｅ＝＿ＬＩＮＥ＿）において、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅに退避される。

【0058】

次に、ステップＳ１２（図１０のｒｅｔｕｒｎ）において、コルーチン関数が中断（終了）される。

【0059】

ステップＳ３において、コルーチン関数が再開（２回目の再開）されたと判定された場合（図１０のｃａｓｅ＿ＬＩＮＥ＿）、ステップＳ１３において、メモリ３のグローバル領域３ｂに退避されていた自動変数が、スタック領域３ｄに復元される（図１０のｌｏａｄ＿ｖａｌｕｅ（））。その後、メモリ３のグローバル領域３ｂにおいて、自動変数が保存されていた領域が解放される。

【0060】

次に、ステップＳ１４において、図１０のｃａｓｅ＿ＬＩＮＥ＿節の処理が実行される。つまり、「：）」が図示しないディスプレイに表示される。

【0061】

次に、図１０に示すように、「ｃｏ＿ｅｎｄ」によって、コルーチン関数の処理の終了が指令される。具体的には、ステップＳ１５（図１０の＿ｓｔａｔｅ＝＿ＬＩＮＥ＿）において、中断位置（コルーチン関数が終了した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅに退避される。

【0062】

次に、ステップＳ１６（図１０のｒｅｔｕｒｎ）において、コルーチン関数が終了される。また、自動変数が保存されていた領域（グローバル領域３ｂの部分）が解放される。

【0063】

なお、ステップＳ１６におけるコルーチン関数の終了後、ステップＳ３において、コルーチン関数が再開されたと判定された場合、ステップＳ１６において、コルーチン関数が終了した位置がメモリ３の退避領域３ｅに退避されているため、コルーチン関数の処理が実行されずにコルーチン関数が終了する。

【0064】

（複数のコルーチン関数）
次に、図１３および図１４を参照して、複数のコルーチン関数を実行する場合の動作について説明する。以下では、コルーチン関数１およびコルーチン関数２が実行される場合について説明する。

【0065】

まず、コルーチン関数１が呼び出される（ステップＳ２１）。そして、コルーチン関数１が呼び出された後、メモリ３のグローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬを保存するための領域を確保するとともに、アドレスリストＡＬ（Ｃｏ情報１）をこの領域に作成する。

【0066】

次に、コルーチン関数１の処理が実行される（ステップＳ２２）。コルーチン関数１の処理の実行中において、自動変数１－１は、スタック領域３ｄに保存されている。なお、図１４では、グローバル領域３ｂ（退避領域３ｅ）に自動変数１－１が保存され、スタック領域３ｄに自動変数１－１が復元される図が示されているが、初回のコルーチン関数１の処理の実行時には、自動変数１－１の復元および自動変数１－１が保存されていた領域の解放は、不要である。

【0067】

次に、コルーチン関数１の処理が中断（ステップＳ２３）される。これにより、スタック領域３ｄに保存された自動変数１－１が、グローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。また、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅ（Ｃｏ情報１）に退避される。

【0068】

次に、コルーチン関数２が呼び出される（ステップＳ２４）。そして、コルーチン関数２が呼び出された後、メモリ３のグローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬを保存するための領域を確保するとともに、アドレスリストＡＬ（Ｃｏ情報２）をこの領域に作成する。

【0069】

次に、コルーチン関数２の処理が実行される（ステップＳ２５）。コルーチン関数２の処理の実行中において、自動変数２－１は、スタック領域３ｄに保存されている。なお、図１４では、グローバル領域３ｂ（退避領域３ｅ）に自動変数２－１が保存され、スタック領域３ｄに自動変数２－１が復元される図が示されているが、初回のコルーチン関数２の処理の実行時には、自動変数２－１の復元および自動変数２－１が保存されていた領域の解放は、不要である。

【0070】

次に、コルーチン関数２の処理が中断（ステップＳ２６）される。これにより、スタック領域３ｄに保存された自動変数２－１が、グローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。また、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅ（Ｃｏ情報２）に退避される。

【0071】

次に、コルーチン関数１が再び呼び出されて、コルーチン関数１の処理が再開される（ステップＳ２７）。これにより、メモリ３のグローバル領域３ｂに退避されていた自動変数１－１が、スタック領域３ｄに復元される。その後、メモリ３のグローバル領域３ｂにおいて、自動変数１－１が保存されていた領域が解放される。なお、その後の、コルーチン関数１の中断の処理は、上記と同様である。

【0072】

次に、コルーチン関数２が再び呼び出されて、コルーチン関数２の処理が再開される（ステップＳ２８）。これにより、メモリ３のグローバル領域３ｂに退避されていた自動変数２－１が、スタック領域３ｄに復元される。その後、メモリ３のグローバル領域３ｂにおいて、自動変数２－１が保存されていた領域が解放される。なお、その後の、コルーチン関数２の中断の処理は、上記と同様である。

【0073】

（サブコルーチン関数）
次に、図１５および図１６を参照して、コルーチン関数からサブコルーチン関数を呼び出す場合の動作について説明する。以下では、コルーチン関数１およびサブコルーチン関数であるコルーチン関数１－１が実行される場合について説明する。

【0074】

まず、コルーチン関数１が呼び出される（ステップＳ３１）。そして、コルーチン関数１が呼び出された後、メモリ３のグローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬを保存するための領域を確保するとともに、アドレスリストＡＬ（Ｃｏ情報１）をこの領域に作成する。

【0075】

次に、コルーチン関数１－１が呼び出される（ステップＳ３２）される。

【0076】

次に、コルーチン関数１－１が起動され（ステップＳ３３）、メモリ３のグローバル領域３ｂに、アドレスリストＡＬを保存するための領域を確保するとともに、アドレスリストＡＬ（Ｃｏ情報１－１）をこの領域に作成する。

【0077】

次に、コルーチン関数１－１の処理が実行される（ステップＳ３４）。コルーチン関数１－１の処理の実行中において、自動変数１－１－１は、スタック領域３ｄに保存されている。なお、図１６では、退避領域３ｅに自動変数１－１－１が保存され、スタック領域３ｄに自動変数１－１－１が復元される図が示されているが、初回のコルーチン関数１－１－１の処理の実行時には、自動変数１－１－１の復元および自動変数１－１－１が保存されていた領域の解放は、不要である。

【0078】

次に、コルーチン関数１－１の処理が中断（ステップＳ３５）される。これにより、スタック領域３ｄに保存された自動変数１－１が、グローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。また、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅ（Ｃｏ情報１－１）に退避される。

【0079】

次に、コルーチン関数１の処理が再開（ステップＳ３６）される。具体的には、グローバル領域３ｂの退避領域３ｅに保存されている自動変数１－１をスタック領域３ｄに復元（保存）し、スタック領域３ｄに保存されていた自動変数１－１を用いて、処理を実行する。また、自動変数１－１が保存されていた、退避領域３ｅを解放する。そして、コルーチン関数１の処理の中断時には、スタック領域３ｄに保存された自動変数１－１が、グローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避される。また、中断位置（コルーチン関数が中断した位置）が、メモリ３の退避領域３ｅ（Ｃｏ情報１）に退避される。

【0080】

［本実施形態の効果］
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0081】

本実施形態では、上記のように、プログラム４は、コルーチン関数が呼び出された後、コルーチン関数の処理が中断される前に、メモリ３のスタック領域３ｄに保存されているコルーチン関数の情報に含まれる自動変数を、退避領域３ｅに退避させるステップと、中断された処理を再開する前に、退避領域３ｅに退避された自動変数を、メモリ３のスタック領域３ｄに復元するステップと、を含む。これにより、メモリ３のスタック領域３ｄに保存されている自動変数がメモリ３のグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避されるので、中断した処理を再開するためにコルーチン関数が呼び出された際、メモリ３のスタック領域３ｄが初期化されるかまたはスタック領域３ｄに不定値が保存されていても、メモリ３のグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避された自動変数がメモリ３のスタック領域３ｄに復元される。その結果、コルーチン関数の中断した処理の再開時に、正確な自動変数に基づいて、処理を再開することができる。これにより、コルーチン関数を実行する際に、中断した処理を正常に再開することができる。

【0082】

また、本実施形態では、上記のように、コルーチン関数の情報は、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値をさらに含む。これにより、中断した処理の再開に必要なコルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、自動変数、引数、および、戻り値が、メモリ３のグローバル領域３ｂの退避領域３ｅに退避されるので、中断した処理を正常かつ確実に再開することができる。

【0083】

また、本実施形態では、上記のように、自動変数、引数、および、戻り値の各々の情報は、メモリ３上の領域情報またはポインタ情報である。ここで、メモリ３のグローバル領域３ｂは、メモリ３のスタック領域３ｄと異なり自由に書き込みが可能であるので、自動変数、引数、および、戻り値の各々の情報を、メモリ３上の領域情報またはポインタ情報のいずれでも書き込むことができる。

【0084】

また、本実施形態では、上記のように、退避領域３ｅを確保するステップは、コルーチン関数の情報の大きさに応じて、退避領域３ｅを確保するステップを含む。ここで、コルーチン関数の情報を、コルーチン関数を呼び出す呼び出し元の関数のスタック領域３ｄに保存する場合、コルーチン関数の情報のための領域が固定サイズで確保される場合がある。この場合、コルーチン関数の構成（引数、自動変数および戻り値のそれぞれの個数）によっては、コルーチン関数の情報のために適切に領域を確保できない（過不足する）場合がある。そこで、上記のように構成することによって、メモリ３のグローバル領域３ｂでは、退避領域３ｅを可変長により確保することができる（グローバル領域３ｂは、スタック領域３ｄに比べて領域のサイズの指定が容易である）ので、退避領域３ｅを適切に確保することができる。

【0085】

また、本実施形態では、上記のように、プログラム４は、自動変数をメモリ３のスタック領域３ｄに復元した後、自動変数が保存されていた領域を解放するステップをさらに含む。これにより、自動変数をメモリ３のスタック領域３ｄに復元した後にメモリ３の自動変数が保存されていた領域が解放されるので、コルーチン関数が複数設けられる場合において、解放後のメモリ３のグローバル領域３ｂを他のコルーチン関数の自動変数などを保存する領域として利用することができる。つまり、コルーチン関数の数が比較的多い場合でも、コルーチン関数を適切に実行することができる。

【0086】

また、本実施形態では、上記のように、プログラム４は、コルーチン関数を呼び出した後に、メモリ３のスタック領域３ｄにおける自動変数のアドレスリストＡＬをメモリ３のグローバル領域３ｂに作成するステップをさらに含む。そして、自動変数を退避領域３ｅに退避させるステップは、作成されたアドレスリストＡＬに基づいて、自動変数を退避領域３ｅに退避させるステップを含む。また、自動変数をスタック領域３ｄに復元するステップは、作成されたアドレスリストＡＬに基づいて、自動変数を、メモリ３のスタック領域３ｄに復元するステップを含む。これにより、アドレスリストＡＬに基づいて自動変数の退避および復元が行われるので、自動変数を間違えることなく退避領域３ｅに退避させるとともにスタック領域３ｄに復元することができる。

【0087】

また、本実施形態では、上記のように、プログラム４は、自動変数を退避領域３ｅに退避させた後、自動変数のアドレスリストＡＬが保存されていた領域を解放するステップをさらに含む。これにより、自動変数を退避領域３ｅに退避させた後、自動変数のアドレスリストＡＬが保存されていた領域が解放されるので、コルーチン関数が複数設けられる場合において、解放後のメモリ３のグローバル領域３ｂを他のコルーチン関数のアドレスリストＡＬなどを保存する領域として利用することができる。つまり、コルーチン関数の数が比較的多い場合でも、コルーチン関数を適切に実行することができる。

【0088】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0089】

たとえば、上記実施形態では、コルーチン関数が、Ｃ言語によって疑似的に実装されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コルーチン関数をＣ言語以外の言語によって実装してもよい。

【0090】

また、上記実施形態では、コルーチン関数が、Ｃ言語のＳｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文によって疑似的に実装されている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、コルーチン関数をＣ言語のＳｗｉｔｃｈ－ｃａｓｅ文以外の文（命令文）を用いて実装してもよい。

【0091】

また、上記実施形態では、コルーチン関数の情報が、自動変数、コルーチン関数のポインタ情報、コルーチン関数の中断位置、引数、および、戻り値を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コルーチン関数の情報として、上記の情報以外の情報を含んでいてもよい。

【0092】

また、上記実施形態の図１２などでは、メモリ３のグローバル領域３ｂ上において、自動変数が、Ｃｏ情報が保存される領域以外の領域に保存される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、自動変数を、Ｃｏ情報内の自動変数のための領域に保存してもよい。

【符号の説明】

【0093】

２ マイコン（制御部）
３ メモリ
３ｂ グローバル領域
３ｄ スタック領域
３ｅ 退避領域
４ プログラム
１００ 制御装置
ＡＬ アドレスリスト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】