编译原理-7-运行存储分配

目录

1 运行存储分配概述

2 静态存储分配

（1）静态存储分配的限制条件

（2）常用的静态存储分配方法

3 栈式存储分配

4 调用序列和返回序列

5 非局部数据的访问

（1）支持&不支持过程嵌套声明的语言

（2）无&有过程嵌套声明时的数据访问

（3）访问链

6 堆栈存储分配

7 符号表

8 符号表的建立

---

1 运行存储分配概述

   编译器在工作过程中，必须为源程序中出现的一些 数据对 象 分配 运行时的存储空间

   对于那些在 编译时刻 就可以确定大小的数据对象，可以在 编译时刻就为它们分配存储空间，这样的分配策略称为 静 态存储分配

   反之，如果不能在编译时完全确定数据对象的大小，就要 采用 动态存储分配 的策略。即在编译时仅产生各种必要的 信息，而在 运行时刻 ，再动态地分配数据对象的存储空间

      栈式存储分配

      堆式存储分配

静态 和 动态 分别对应 编译时刻 和 运行时刻

活动记录

使用 过程 ( 或 函数 、 方法 ) 作为用户自定义动作的单元的 语言，其编译器通常 以过程为单位分配存储空间

过程体的每次执行称为该过程的一个 活动 ( activation)

过程每执行一次，就为它分配一块连续存储区，用来管理过程一次执行所需的信息，这块连续存储区称为 活动 记录 ( activation record )

 

2 静态存储分配

在静态存储分配中，编译器为每个过程确定其活动记 录在目标程序中的位置。 这样，过程中每个名字的存储位置就确定了

因此，这些名字的存储地址可以被编译到目标代码中

过程每次执行时，它的名字都绑定到同样的存储单元

（1）静态存储分配的限制条件

①数组上下界必须是常数

②不允许过程的递归调用

③不允许动态建立数据实体

满足这些条件的语言有 BASIC 和 FORTRAN 等

（2）常用的静态存储分配方法

①顺序分配法

②层次分配法

3 栈式存储分配

有些语言使用过程、函数或方法作为用户自定义动作的单 元，几乎所有针对这些语言的编译器都把它们的 ( 至少一 部分的 ) 运行时刻存储以 栈 的形式进行管理，称为 栈式存 储分配

当一个过程被 调用 时，该过程的活动记录被 压入 栈；当过 程 结束 时，该活动记录被 弹出 栈

这种安排不仅允许活跃时段不交叠的多个过程调用之间 共 享空间 ，而且允许以如下方式为一个过程编译代码：它的 非局部变量的 相对地址总是固定的 ，和过程调用序列无关

活动树

   用来描述程序 运行 期间控制进入和离开各个活动的情况 的树称为 活动树

   树中的每个 结点 对应于一个 活动 。 根结点 是启动程序执 行的 main过程的活动

   在表示过程p 的某个活动的结点上，其 子结点 对应于被 p 的这次活动 调用 的各个过程的活动。按照这些 活动被调 用的顺序 ，自左向右地显示它们。 一个子结点必须在其右兄弟结点的活动开始之前结束

每个 活跃的活动 都有一个位于 控制栈 中的 活动记录

活动树的 根 的活动记录位于 栈底

程序控制所在的活动的记录 位于 栈顶

栈中 全部活动记录的序列 对应于在活动树中 到达当前控制所在的活动结点的路径

 

4 调用序列和返回序列

过程 调用 和过程 返回 都需要执行一些 代码 来管理活动记录 栈，保存或恢复机器状态等

调用序列

  实现过程调用的代码段。为一个活动记录在栈中分配空间，并在此记录的字段中填写信息  

返回序列

恢复机器状态，使得调用过程能够在调用结束之后继续执行

   一个调用代码序列中的代码通常被分割到调用过程（调用者）和被调用过程（被调用者）中。返回序列也是如此 

变长数据的存储分配

在 现代程序设计语言 中，在 编译时刻不能确定大小的对象 将被分配在 堆 区。但是，如果它们是 过程的局部对象 ，也 可以将它们分配在 运行时刻栈 中。尽量将对象放置在栈区 的原因：可以 避免 对它们的空间进行 垃圾回收 ，也就 减少 了相应的 开销

只有一个数据对象 局部于某个过程 ，且 当此过程结束时它 变得不可访问 ，才可以使用栈为这个对象分配空间

5 非局部数据的访问

（1）支持&不支持过程嵌套声明的语言

（2）无&有过程嵌套声明时的数据访问

（3）访问链

静态作用域规则：只要过程b 的声明嵌套在过程 a 的 声明中，过程 b 就可以访问过程 a中声明的对象

可以在相互嵌套的过程的活动记录之间建立一种称为 访问链 ( Access link ) 的指针，使得内嵌的过程可以访问外层过程中声明的对象

如果过程b 在源代码中 直接嵌套 在过程 a 中 ( b 的嵌套深度 比 a 的嵌套深度多 1) ，那么 b 的 任何 活动中的访问链都指 向 最近的 a的活动

6 堆栈存储分配

堆式存储分配是把连续存储区域分 成块 ，当活动记录或 其它对象需要时就分配

块的释放可以按任意次序进行，所以经过一段时间后， 对可能包含交错的 正在使用 和 已经释放 的区域

 

7 符号表

符号表的组织 ： 为每个作用域（程序块）建立一个独立的符号表

8 符号表的建立