吉林大学：《编译原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第六章 运行时的存储空间

第六章运行时的存储空间 的运行时存储空间的结构和分配 过程活动记录AR 运行时变量的访问

第六章 运行时的存储空间  运行时存储空间的结构和分配  过程活动记录AR  运行时变量的访问

运行时的存储空间结构 ●要保存的信息: 目标代码;数据;库函数代码;数据信息表; 控制信息等 e运行时的存储空间结构: 最大地址 堆区空间 栈区空间 最小地址 库代码空间 静态区空间 目标代码空间

运行时的存储空间结构  要保存的信息： 目标代码；数据；库函数代码；数据信息表； 控制信息等  运行时的存储空间结构： 目标代码空间 静态区空间 库代码空间 堆区空间 栈区空间 最大地址 最小地址

运行时静态区的分配 存储对象的存储位置在程序的整个生命 周期是固定的。 分配对象 全程变量常量信息表 ●分配方法: 块地址法:( DataArea,0 ffset) 变址模式:( Register,0 ffset)

运行时静态区的分配  存储对象的存储位置在程序的整个生命 周期是固定的。  分配对象： 全程变量 常量 信息表  分配方法： 块地址法：(DataArea,Offset) 变址模式：(Register,Offset)

栈区的存储分配 ●存在递归调用 存储对象: 过程中被声明的形参、局部变量临时变量 e分配方法: 对每个被调用过程分配一段存储空间,sp存放当前 过程空间的开始地址;对变量X:( Leve l,off) 则其存放地址为off[sp] 过程结束时自动释放空间; ●不能存储: 值的生命周期长于过程的变量 动态申请空间的变量;

栈区的存储分配  存在递归调用  存储对象： 过程中被声明的形参、局部变量 临时变量  分配方法： 对每个被调用过程分配一段存储空间，sp存放当前 过程空间的开始地址；对变量X：（Level，off), 则其存放地址为off[sp]。 过程结束时自动释放空间；  不能存储： 值的生命周期长于过程的变量； 动态申请空间的变量；

堆区的存储分配 e可随时分配和释放空间 ●存储对象: 动态申请空间的变量的值 e释放空间方法: 显示释放: 隐式释放:单指针释放 计数释放法 标记释放法 分配空间方法: 最佳符合法;首次优先法;循环首次优先法

堆区的存储分配  可随时分配和释放空间  存储对象： 动态申请空间的变量的值  释放空间方法： 显示释放： 隐式释放：单指针释放 计数释放法 标记释放法  分配空间方法： 最佳符合法；首次优先法；循环首次优先法

运行时的过程活动记录与 栈区的组织结构 e过程活动记录(AR:过程的一个现场记录 记录内容: 今过程控制信息:先行活动记录的动态链指针、 返回地址、层数和长度等 令机器状态信息:寄存器状态等 ◆全局变量信息:非局部变量的信息 ◆局部变量值:形参变量、局部变量和临时变量

运行时的过程活动记录与 栈区的组织结构  过程活动记录(AR):过程的一个现场记录  记录内容： ❖过程控制信息：先行活动记录的动态链指针、 返回地址、层数和长度等 ❖机器状态信息：寄存器状态等 ❖全局变量信息: 非局部变量的信息 ❖局部变量值：形参变量、局部变量和临时变量

AR的结构 临时变量区 局部变量区 本层变量和返回值 形参变量区 返回值 全局变量环境 全局变量信息 机器状态 机器状态信息 过程层数 返回地址 控制状态信息 动态链指针 sp

AR的结构： 动态链指针 返回地址 过程层数 机器状态 全局变量环境 返回值 形参变量区 局部变量区 临时变量区 控制状态信息 机器状态信息 全局变量信息 本层变量和返回值 sp

例 Procedure p(i: integer) Var y: real; a: array[1. 10]of integer Begin y: =a[i]*25 end 则过程p被调用时的活动记录AR结构如下: Offset 23 a Offset =13 y Offset =11 Offset 10 返回值 全局信息 机器信息 sp 控制信息 Offset =0

例： Procedure p(i:integer); Var y:real; a:array[1..10]of integer; Begin y:=a[i]*25 end 则过程p被调用时的活动记录AR结构如下： 控制信息 机器信息 全局信息 返回值 i y a Offset = 10 Offset = 11 Offset = 13 Offset = 23 sp Offset = 0

动态链 ●调用链:过程名序列 若M是主程序名,则(M)是一个调用链; 若(M,…,R)是调用链,且在R中有S的 调用,则(M,…,R,S)也是调用链。 记为: Cal chain(S)=(M,…,R,S) e动态链: 如果有调用链 Cal chain(S)=(M,R,S), 则它对应的动态链为: Dynamic Chain=LAR(M),., AR(R), AR(S)

动态链  调用链 ：过程名序列 若M是主程序名，则（M）是一个调用链； 若( M, …, R )是调用链，且在R中有S的 调用，则（ M, …, R, S）也是调用链。 记为：CallChain(S)= (M, …,R, S)  动态链： 如果有调用链CallChain(S)=(M,…,R, S)， 则它对应的动态链为： DynamicChain=[AR(M),…,AR(R),AR(S)]

e调用过程Q时: 今新产生活动记录 NewAR 今填写 NewAR的内容: 动态链指针:=sp; 填写返回地址、层数、大小和机器状态 8 sp: =sp+CurrentAR. size: 令转向Q子程序。 退出过程Q时 ◆(R1,R R):= CurrentAR, Machine Value: =CurrentAR Returnvalue 8 sp: =CurrentAR DynPointer ◆按原 CurrentAR. return返回

 调用过程Q时: ❖ 新产生活动记录NewAR ❖ 填写NewAR的内容: 动态链指针:=sp; 填写返回地址、层数、大小和机器状态 ❖ sp:=sp+CurrentAR.Size; ❖ 转向Q子程序。  退出过程Q时： ❖ (R1 ,R2 ,...,Rn ) := CurrentAR.Machine; ❖ Value:=CurrentAR.ReturnValue; ❖ sp:=CurrentAR.DynPointer;. ❖ 按原CurrentAR.return返回；