第九章_运行时存储空间组织

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1、第九章运行时存储空间组织内容目标程序运行时的活动运行时存储器的划分静态存储分配简单的栈式存储分配嵌套过程语言的栈式实现堆式动态存储分配9.1.1过程的活动假定程序由若干个过程组成：过程（procedure）定义一个过程的活动指的是该过程的一次执行过程P一个活动的生存期，指的是从执行该过程体第一步操作到最后一步操作之间的操作序，包括执行P时调用其它过程花费的时间过程可以是递归的9.1.2参数传递过程是模块程序设计的主要手段，同时也是节省程序代码和扩充语言的主要途径。过程定义：procedureadd(x

2、,y:integer;varz:integer)beginz：=x+y;end;过程调用add(a,b,c);9.1.2参数传递参数传递方式：一.传地址把实在参数的地址传递给相应的形式参数。二.得结果传地址的一种变形；每个形参对应两个形式单元，第一个形式单元存放实参地址，第二个单元存放实参的值。9.1.2参数传递参数传递方式：三.传值把实在参数的值传递给相应的形式参数。四.传名过程调用的作用相当于把被调用段的过程体抄到调用出现的地方，但把其中任一出现的形式参数都替换成相应的实参。9.1目标程序运行时的

3、活动编译程序为了组织存储空间，必须考虑下面几个问题：过程是否允许递归？当控制从一个过程的活动返回时，对局部名称的值如何处理？过程是否允许引用非局部名称？过程调用时如何传递参数；过程是否可以做为参数被传递和做为结果被返回？存储空间可否在程序控制下进行动态分配？存储空间是否必须显式地释放？9.2运行时存储器的划分一个目标程序运行所需的存储空间包括:存放目标代码的空间存放数据对象的空间存放程序运行的控制或连接数据所需单元(控制栈)9.2.1运行时存储器的划分一个程序在运行时刻的内存划分:代码(Code)静态

4、数据(StaticData)栈(Stack)堆(Heap)9.2.2活动记录活动记录：一个连续的存储块，用来管理过程在一次执行中所需要的信息。运行时，每当进入一个过程就有一个相应的活动记录累筑于栈顶。此记录含有连接数据、形式单元、局部变量、局部数组的内情向量和临时工作单元等。9.2.2活动记录当前活动记录的内容：连接数据返回地址动态链：指向调用该过程前的最新活动记录地址的指针。静态链：指向静态直接外层最新活动记录地址的指针，用来访问非局部数据。形式单元：存放相应的实在参数的地址或值。局部数据区：局

5、部变量、内情向量、临时工作单元（如存放对表达式求值的结果）。9.2.2活动记录当前活动记录的内容：对任何局部变量X的引用可表示为变址访问:dx[SP]dx:变量X相对于活动记录起点的地址，在编译时可确定。静态链动态链形式单元临时单元内情向量局部变量SP012返回地址TOP9.2.3存储分配策略静态分配策略(FORTRAN)如果在编译时能确定数据空间的大小，则可采用静态分配方法：在编译时刻为每个数据项目确定出在运行时刻的存储空间中的位置。动态分配策略(PASCAL)如果在编译时不能确定运行时数据空间

6、的大小，则必须采用动态分配方法。允许递归过程和动态申请释放内存。栈式动态分配堆式动态分配9.3静态存储分配FORTRAN程序的特点：整个程序所需数据空间的总量在编译时完全确定，每个数据名的地址可以静态地进行分配。由于每个FORTRAN程序段可以独立编译，运行前由装入程序把各段连成可运行的整体。通常按数据区组织存储:每个程序段定义一个局部数据区，用来存放程序段中未出现在COMMON里的局部名的值。每个公用块定义一个公用数据区，用来存放公用块里各个名字的值。9.3静态存储分配每个数据区有一个编号，地址分配

7、时，在符号表中，对每个数据名登记其所属数据区编号及在该区中的相对位置。每个局部数据区的内容及存放次序：返回地址：保存调用此程序段时的返回地址寄存器保护区：保存调用段留在寄存器中的有关信息。形式单元：存放实在参数的地址或值。寄存器保护区返回地址形式单元临时变量数组简单变量01A考虑子程序段：SUBROUTINESWAP(A,B)T=AA=BB=TRETURNEND寄存器保护区返回地址ATB01a9.4简单的栈式存储分配假定语言的特点为:允许过程递归调用、允许过程含有可变数组，但过程定义不允许嵌套，如C语

8、言。采用栈式存储分配机制活动记录：运行时，每当进入一个过程就有一个相应的活动记录累筑于栈顶。此记录含有连接数据、形式单元、局部变量、局部数组的内情向量和临时工作单元等。全局数据说明Main(){Main中的数据说明}voidR(){R中的数据说明}…voidQ(){Q中的数据说明}主程序→过程Q→过程RQ的活动记录主程序活动记录TOPR的活动记录SP参数个数返回地址形式单元内情向量局部变量老SP临时单元全局数据区SP总是指向现行过程活动纪录的起点，用