运行时的存储组织及管理

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1、运行时的存储组织及管理运行时的存储组织及管理概述存储组织运行时的存储分配策略静态存储分配动态存储分配对非局部名字的访问参数传递10/6/20212编译技术有关源程序中的一些问题问题的提出：如何构造运行程序的策略和方法过程活动树控制栈说明的作用域名字的绑定10/6/20213编译技术名字与存储的绑定名字存储单元值存储分配程序运行环境状态l-valuer-value静态概念动态对应过程定义过程活动名字说明名字的绑定说明的作用域活动的生存期10/6/20214编译技术存储组织运行时刻内存的划分：假定编译器从操作系统得到一块存储区，运行时的存储空间要划

2、分成块:生成的目标代码;数据对象;记录过程活动的控制栈对应的数据结构目标代码静态数据栈堆返回值实在参数控制链访问链保存机器状态局部数据临时变量10/6/20215编译技术运行时刻存储分配策略分配策略是：静态分配；栈式分配，或称栈式动态分配；堆式分配，或称堆式动态分配。采用哪种分配策略是由源语言的语义决定的。10/6/20216编译技术栈式存储分配基于控制栈的原理：存储空间被组织成栈，活动记录的推入和弹出分别对应于活动的开始和结束。与静态分配不同的是，在每次活动中把局部名字和新的存储单元绑定，在活动结束时，活动记录从栈中弹出，因而局部名字的存储空

3、间也随之消失。10/6/20217编译技术当控制流通过图6.3的活动树时活动记录被推人或弹出运行时刻的栈中的情况，设寄存器top标记栈顶。sSa:arraytoprri:integertoptopq(1,9)q(1,9)i:integertopp(1,9)p(1,9)i:integertoptopq(1,3)q(1,3)i:integertop10/6/20218编译技术栈式存储分配确定活动记录中局部数据的地址：假设top-sp标记一个活动记录的开始的位置，dx表示x的地址相对于top-sp的偏移量。那么，x在过程的目标代码中的地址可写成dx(

4、top-sp)在运行时刻，当把x的活动记录筑于栈顶时，寄存器top-sp被赋于实际的地址，top-sp可以是一个寄存器。10/6/20219编译技术调用序列和返回序列通过在目标代码中生成调用序列和返回序列实现过程的调用。激活一个过程的活动是执行过程语句的结果。过程语句p(e1,e2,……,en)的目标代码(调用序列)完成任务：调用者对实在参数求值，并把它们传送给被调用过程的活动记录的参数域。调用者在被调用者的活动记录中存放返回地址和老top-sp之值。之后调用者把top一sp之值增加到新的栈顶的活动记录的位置。被调用者存放寄存器值和其它状态信息

5、。被调用者初始化其局部数据并开始执行。……参数和返回值链和保存的状态临时变量和局部数据参数和返回值临时变量和局部数据控制链链和保存的状态控制链top_sp调用者的活动记录被调用者的活动记录调用者的任务被调用者的任务10/6/202110编译技术调用序列和返回序列返回序列，return目标代码完成的任务是：被调用者在自己的活动记录的返回值域中放一个返回值。利用状态域中的信息，被调用者恢复top-sp和其它寄存器，并且按返回地址转移到调用者的代码之中。调用者复制返回值到自己的活动记录中。10/6/202111编译技术可变长度的数据源程序的例子PRO

6、CEDUREexam(l,m,n:integer);VARa:array[1..l]ofreal;b:array[1..m]ofreal;c:array[1..n]ofreal;BEGIN……END;编译时，不知a,b,c的大小，仅对每个数组设置一个指针。10/6/202112编译技术可变长度的数据ControllinkabcTop-sptopArrayaArraybArrayctopP的活动记录P的动态数组10/6/202113编译技术活动记录的进栈和推栈栈顶活动记录用两个指针top和top-sp指示。top-sp指向栈顶活动记录保存机

7、器状态域的末端，用于访问局部数据。top指向栈顶。P调用q：栈[top+h]:=top-sp;top-sp:=top+h;top:=top+q的活动记录长度从q的活动返回：top:=top-sp–q(h)top-sp:=栈[top-sp]pqtop-sptop-sptoptoph10/6/202114编译技术堆式存储分配局部名的值在活动结束时必须被保存。被调用者的活动生存期超过调用者。用活动树不能够正确描绘这种语言的过程之间的控制流。new(p);dispose(p);10/6/202115编译技术对非局部名字的访问讨论基于活动记录的栈式分配。

8、一个语言所规定的作用域规则决定了如何处理对非局部名字的引用。有静态和动态两种作用域规则。静态:考查程序正文来决定引用的名字是哪一个名字说明,如Pasc