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1、5/26/202315/26/20231编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023第第7 7章运行时的存储组织与分配章运行时的存储组织与分配1.1.要求明确静态存储分配和动态存储分配的含义要求明确静态存储分配和动态存储分配的含义2.2.活动记录的含义及组成活动记录的含义及组成3.3.了解静态、动态存储分配的策略了解静态、动态存储分配的策略4.4.掌握掌握PL/0PL/0的存储分配策略的存储分配策略教学目标教学目标5/26/202325/26/20232编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023S.PO.P语义分析、生成中间代码语义分析、生成中间代码生成目标程序生
2、成目标程序代码优化代码优化语法分析程序语法分析程序词法分析程序词法分析程序错错误误处处理理符符号号表表管管理理编译程序在编译阶段要为源程序中出现的变量、常量等组编译程序在编译阶段要为源程序中出现的变量、常量等组织好在织好在运行阶段的存储空间运行阶段的存储空间将这种组织形式通过生成的将这种组织形式通过生成的目标代码目标代码体现出来体现出来为运行阶段实现存储为运行阶段实现存储奠定基础奠定基础5/26/202335/26/20233编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20237.1 7.1 存储组织概述存储组织概述7.2 7.2 静态存储分配静态存储分配7.3 7.3 栈式动态存储分配
3、栈式动态存储分配7.4 7.4 堆式动态存储分配堆式动态存储分配7.5 PL/07.5 PL/0编译程序目标代码解释执行时的存储分配编译程序目标代码解释执行时的存储分配 教学内容教学内容5/26/202345/26/20234编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20237.17.1存储组织概述存储组织概述运行时存储空间的划分运行时存储空间的划分代码空间代码空间数据空间数据空间目标代码空间目标代码空间静态数据空间静态数据空间栈栈自由空间自由空间 堆堆5/26/202355/26/20235编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20235/26/202365/26/202
4、36编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023活动记录的结构活动记录的结构 5/26/202375/26/20237编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20237.27.2静态存储分配静态存储分配 在在编译阶段编译阶段由由编译程序编译程序实现对存储空间的实现对存储空间的管理，为源程序中的变量分配存储单元。管理，为源程序中的变量分配存储单元。（如看电影）（如看电影）条件条件在在编译时能够确定编译时能够确定变量在运行时的数据空间大小变量在运行时的数据空间大小运行时不改变运行时不改变5/26/202385/26/20238编编 译译 原原 理理Friday,May 26
5、,2023FORTRAN程序的静态分配程序的静态分配 5/26/202395/26/20239编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20235/26/2023105/26/202310编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20237.37.3栈式动态存储分配栈式动态存储分配 变量生存期具有嵌套特性，即变量生存期具有嵌套特性，即后进先出后进先出的特性（如递归）的特性（如递归）进入时：进入时：在栈顶为其分配一个数据区在栈顶为其分配一个数据区退出时退出时：撤消过程数据区：撤消过程数据区5/26/2023115/26/202311编编 译译 原原 理理Friday,May 26
6、,2023练习练习下面程序的运行结果是什么？如果把第下面程序的运行结果是什么？如果把第6行的行的(i+1)*fact()改成改成fact()*(i+1)的话，则程序的运行结果是有什么变化？试分的话，则程序的运行结果是有什么变化？试分析为什么会有这两种不同的结果。析为什么会有这两种不同的结果。int fact()static int i=5;if(i=0)return 1;else i-;return(i+1)*fact();/第第6行行 main()printf(factor of 5!=%dn,fact();5/26/2023125/26/202312编编 译译 原原 理理Friday,Ma
7、y 26,20235/26/2023135/26/202313编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20237.57.5PL/0PL/0目标代码解释执行时的存储分配目标代码解释执行时的存储分配 codecode程序存储器程序存储器s s数据存储器数据存储器i i指令寄存器指令寄存器b b基本地址寄存器基本地址寄存器t t地址寄存器地址寄存器p p程序地址寄存器程序地址寄存器pcodepcode解释器的结构解释器的结构保存目标代码保存目标代码执行时的数据栈执行时的数据栈5/26/2023145/26/202314编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20235/26/20
8、23155/26/202315编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023（3）程序地址寄存器）程序地址寄存器pint p=0;p是是code数数组组的的索索引引地地址址，用用来来存存放放下下一一条条要要解解释释执执行行指指令令在在程程序序存存储储器器code里里的的位位置置。在在解解释释执执行行时时才才用用到到，初初值值为为0，即即第第1条要解释执行的指令存放在条要解释执行的指令存放在code0。（4）地址寄存器）地址寄存器tint t=0;地地址址寄寄存存器器t是是s数数组组的的索索引引地地址址，由由于于数数据据存存储储器器被被当当作作数数据据栈栈使使用用，它它用用来来存存放
9、放数数据据栈栈s的的栈栈顶顶位位置置。在在解解释释执执行行时时才才用用到到，初值为初值为0，在解释执行前，数据栈是空栈。，在解释执行前，数据栈是空栈。5/26/2023165/26/202316编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023（5）指令寄存器）指令寄存器istruct instruction i;用用来来存存放放正正在在解解释释执执行行的的一一条条目目标标代代码码指指令令。在在解解释释程程序序里里，每每次次通通过过i=codep；和和p=p+1；这这两两条条赋赋值值语语句句，完完成成从从程程序序存存储储器器code中中取取指指令令，以以及及使使程程序序地地址址寄寄存存
10、器器p指指向向下下一一条条指指令位置的任务。令位置的任务。（6）基本地址寄存器）基本地址寄存器bint b=1;在在解解释释执执行行时时用用到到，初初值值为为1，它它等等于于正正在在执执行行的的过过程程段段在在数数据栈的起始地址据栈的起始地址。5/26/2023175/26/202317编编 译译 原原 理理Friday,May 26,20235/26/2023185/26/202318编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023三个联系单元三个联系单元：SLSL：静态链，指向静态链，指向定义定义该过程的直接外层过程的该过程的直接外层过程的活动记录的基地址，以确保变量的活动记录的
11、基地址，以确保变量的正确存取正确存取。DLDL：动态链，指向动态链，指向调用调用该过程前正在运行的那个该过程前正在运行的那个过程的活动记录的基地址，以确保能过程的活动记录的基地址，以确保能返回到调用返回到调用过程段过程段。RARA：返回地址，保存该返回地址，保存该被调过程返回后的地址被调过程返回后的地址，即当时程序的地址寄存器即当时程序的地址寄存器p p的值，也就是调用过程的值，也就是调用过程指令的下一条指令的地址，用来确保返回到正确指令的下一条指令的地址，用来确保返回到正确的指令地址。的指令地址。5/26/2023195/26/202319编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2
12、0235/26/2023205/26/202320编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023以下两条指令协助以下两条指令协助calcal完成过程调用和返回完成过程调用和返回iniini 0 a 0 a过程目标程序的入口，开辟数据段。过程目标程序的入口，开辟数据段。a a为局部变量为局部变量个数个数+3+3。开辟数据段的结果是改变栈顶寄存器。开辟数据段的结果是改变栈顶寄存器t t的的值，即值，即t=t+at=t+a。在在blockblock中调用中调用statementstatement之前调用之前调用gen(ini,0,dx);gen(ini,0,dx);opropr 0 0
13、0 0过程目标程序的出口，释放数据段。恢复调用该过过程目标程序的出口，释放数据段。恢复调用该过程前正在运行的过程的数据段基地址寄存器的值和程前正在运行的过程的数据段基地址寄存器的值和栈顶寄存器的值，并将返回地址送到地址寄存器栈顶寄存器的值，并将返回地址送到地址寄存器p p中，以使调用前的程序从断点开始继续执行。中，以使调用前的程序从断点开始继续执行。在在blockblock中调用中调用statementstatement之后调用之后调用gen(opr,0,0);gen(opr,0,0);5/26/2023215/26/202321编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023小结小结重点掌握：重点掌握：静态静态存储分配（存储分配（FortranFortran）和和动态动态存储分存储分配（配（C C、PascalPascal）的含义的含义活动记录活动记录的含义及组成的含义及组成掌握掌握PL/0PL/0的存储分配策略的存储分配策略了解：了解：静态、动态存储分配的策略静态、动态存储分配的策略5/26/2023225/26/202322编编 译译 原原 理理Friday,May 26,2023习题习题1(1)(4)1(1)(4)、2 2、3 3、7 7思考题思考题