运行时的存储组织与分配.ppt

第7章运行时的存储组织与分配,要求明确静态存储分配和动态存储分配的含义 明确活动记录的含义及组成 了解静态、动态存储分配的策略 掌握PL/0的存储分配策略,教学目标,S.P,O.P,编译程序在编译阶段要为源程序中出现的变量、常量等组织好在运行阶段的存储空间 将这种组织形式通过生成的目标代码体现出来 为运行阶段实现存储奠定基础,7.1 存储组织概述 7.2 静态存储分配 7.3 栈式动态存储分配 7.4 堆式动态存储分配 7.5 PL/0编译程序目标代码解释执行时的存储分配,教学内容,7.1存储组织概述,运行时存储空间的划分,代码空间,数据空间,过程的活动和活动记录,活动记录的结构,7.2静态存储分配,在编译阶段由编译程序实现对存储空间的 管理，为源程序中的变量分配存储单元。（如看电影）,FORTRAN程序的静态分配,动态存储分配,在目标程序运行阶段由目标程序实现对存 储空间的组织与管理，为源程序中的变量分配存储单元,特点,在目标程序运行时进行分配 编译时为运行阶段设计好存储组织形式，即为每个数据项安排好它在数据区中的相对位置,（如开大会）,7.3栈式动态存储分配,变量生存期具有嵌套特性，即后进先出的特性（如递归） 进入时：在栈顶为其分配一个数据区 退出时：撤消过程数据区,练习,下面程序的运行结果是什么？如果把第6行的(i+1)*fact( )改成fact( )*(i+1)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。,int fact( ) static int i=5; if(i=0) return 1; else i-; return(i+1)*fact( ); /第6行 main( ) printf(factor of 5!=%dn,fact();,7.4堆式动态存储分配,变量生存期具有随机交叉特性，即非后进先出的特性（如程序运行时动态申请存储空间） 给运行的程序划分一个大的存储区(称为堆) 每当需要时可从堆中分得一块 用完之后再退还给堆,7.5PL/0目标代码解释执行时的存储分配,i,指令寄存器,b,基本地址寄存器,t,地址寄存器,p,程序地址寄存器,pcode解释器的结构,保存目标代码,执行时的数据栈,（1）程序存储器code struct instruction enum fct f ; int l; int a; ; struct instruction codeCXMAX+1;,（2）数据存储器s int sSTACKSIZE; 在调用一个过程时，先要在数据栈顶为过程及其变量分配一些位置。所有操作运算都在栈顶找到它的操作数，并以计算结果代之。栈顶数据元素在数据栈的位置通过地址寄存器t标记。,（3）程序地址寄存器p int p=0; p是code数组的索引地址，用来存放下一条要解释执行指令在程序存储器code里的位置。在解释执行时才用到，初值为0，即第1条要解释执行的指令存放在code0。,（4）地址寄存器t int t=0; 地址寄存器t是s数组的索引地址，由于数据存储器被当作数据栈使用，它用来存放数据栈s的栈顶位置。在解释执行时才用到，初值为0，在解释执行前，数据栈是空栈。,（5）指令寄存器i struct instruction i; 用来存放正在解释执行的一条目标代码指令。在解释程序里，每次通过i=codep；和p=p+1；这两条赋值语句，完成从程序存储器code中取指令，以及使程序地址寄存器p指向下一条指令位置的任务。,（6）基本地址寄存器b int b=1; 在解释执行时用到，初值为1，它等于正在执行的过程段在数据栈的起始地址。,活动记录,连接数据（也称联系单元）,局部数据区,静态链 动态链 返回地址,三个联系单元： SL：静态链，指向定义该过程的直接外层过程的活动记录的基地址，以确保变量的正确存取。 DL：动态链，指向调用该过程前正在运行的那个过程的活动记录的基地址，以确保能返回到调用过程段。 RA：返回地址，保存该被调过程返回后的地址，即当时程序的地址寄存器p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的指令地址。,以下两条指令协助cal完成过程调用和返回 ini 0 a过程目标程序的入口，开辟数据段。a为局部变量个数+3。开辟数据段的结果是改变栈顶寄存器t的值，即t=t+a。 在block中调用statement之前调用gen(ini,0,dx); opr 0 0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栈顶寄存器的值，并将返回地址送到地址寄存器p中，以使调用前的程序从断点开始继续执行。 在block中调用statement之后调用gen(opr,0,0);,小结,重点掌握： 静态存储分配（Fortran）和动态存储分配（C、Pascal）的含义 活动记录的含义及组成 掌握PL/0的存储分配策略 了解： 静态、动态存储分配的策略,习题1(1)(4)、2、3、7,思考题,