编译10

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例如：
void main( ) { … a( ); … void a( ) { … b( ); void b( ) { …
…
}// a }// b
函数b的数据区 函数a的数据区 Main的数据区
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}//main
嵌套调用次序
后进先出
生存期限于本次调用
自动释放
活动记录：是一个连续的存储区，用以存 放一个过程的一次执行所需要的信息。
d[0]
sort的活动 sp 记录
d[1] d[0]
（1） （2）
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用Display表的方案
(1)sort--->(2)quicksort--->(3)partition--->(4)exchange
top d[2] d[1]
partition的 sp 活动记录 quicksort 的活动记录 sort的活动 记录
静态数据区 Stack
Heap
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数据空间的使用方法
存储分配策略：静态存储分配 栈式动态存储分配 堆式动态存储分配 栈式存储分配方案基本思想： 活动记录 运行时每当进入一个过程，就在栈顶 为该过程分配所需的数据空间，当一 活动记录 个过程工作完毕之后，它在栈顶的数 活动记录 据空间也将被释放。 运行栈
TOP：始终指向已占用的栈顶单元; SP：总是指向当前执行过程活动记录的起点。
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TOP SP
R 的数组区 R 的活动记录 Q 的活动记录 主程序全局 数据区
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10.3.2 嵌套过程语言的栈式 存储分配方案
1、主要特点： • （语言）一个过程可以引用包围它的任 一外层过程所定义的标识符（如变量， 数组或过程等）。 • （实现）一个过程可以引用它的任一外 层过程的最新活动记录中的某些数据。
变 量e 变 量e和d B5 的 T O P 数 组C的 内 情 向 量 B4 的 T O P B2 的 TOP 数 组B的 内 情 向 量 变 量 z B1 的 T O P D I S P LAY 形 式 单 元 m,n 参 数 个 数：2 调 用 时 的 栈 顶 地 址（老 T O P） 全 局 D I S P LAY 地 址 返 回 地 址 老SP 过 程 的 T O P，指 向 活 动 记 录 之 顶
第十章
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5
目标程序运行时的 存储组织
概述 数据表示（略） 目标程序运行时的栈式存储组织 参数传递 堆式存储组织的讨论（略）
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10.1 概述
任务：在目标代码生成之前，编译程序对目标 程序的运行环境进行设计和数据空间进行分配， 如通常存储空间的典型划分：
目标代码区
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按照过程处理办法，意味着必须一 层一层地通过“返回” 来恢复所要到达 的那个分程序的数据区，但不能直接到 达。 例如：如果有一个从第5层分程序转 出到达第1层分程序的标号L，虽然在第5 层分程序工作时知道L所属的层数，我们 极易从DISPLAY中获得第1层分程序的活 动记录基址（SP），但是怎么知道第1 层分程序进入时的TOP呢？唯一的办法 是从 5,4,3和2各层顺序退出。但这种办 法是很浪费时间的。 20
B的 内 情 向 量 Z B1 的 T O P DISPLAY
形式单元 m,n 2 连 接 数 据 A的TOP ∶ ∶ (e) (e)进入分程序 B4 分配数组 C 之后；
A的TOP ∶ ∶ (f) (f)进入分程序 B5 。
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10.4 参数传递
A) 传值调用 call-by-value
–过程调用时计算实参，将值存到活动记录
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每个过程被当作是0层分程序。而过程体分程 序（假定是一个分程序）当作是它所管辖的第1 层分程序。 这样，每个过程的活动记录所含的内容有： 1、过程的TOP值，它指向过程活动记录的栈顶 位置。 2、连接数据，共四项： (1) 老SP值； (2) 返回地址； (3) 全局DISPAY地址； (4) 调用时的栈顶单元地址，老TOP。
为了解决上述问题，可采取两种措施： 第一，对每个过程或分程序都建立有自 己的栈顶指示器TOP，代替原来仅有过 程的栈顶指示器, 每个TOP的值保存在各 自活动记录中。这样，上述的第二个问 题便可解决。 第二，不把分程序看作“无参过程”， 每个分程序享用包围它的那个最近过程 的DISPLAY。每个分程序都隶属于某个 确定的过程，分程序的层次是相对于它 所属的那个过程进行编号的。
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例： program sort;
…… proc readarray; …… end /*readarray*/ proc exchange; …… end /*exchange*/ proc quicksort; …… proc partition; …… end /*partition*/ …… end /*quicksort*/ …… end /*sort*/
程序结构图
Sort readarray exchange quicksort partition
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用Display表的方案
(1)sort--->(2)quicksort--->(3)partition--->(4)exchange
display top display top
quicksort sp 的活动记录 sort的活动 记录
const a=10; var b,c; procedure p; begin c:=b+a; end; begin/*main*/ read(b); while b#0 do begin call p; write(2*c); read(b); end end./*main*/
( 0) ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 6) ( 7) ( 8) ( 9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24)
目标代码的解释执行
• M调用过程P S
运行栈
t
. . P
RA DL SL
b t
b
M
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解决对非局部变量的引用（存取） 用Display表
Display表——嵌套层次显示表 当前执行过程的层次为K（主程序层为0层）， 它的Display表含有K+1个单元，依次存放着 现行层，直接外层（定义外层）…直至最外 层的每一过程的最新活动记录的基地址。
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数 组B
数 组B
e d B2的 T O P 2 B 的 内 情 向 量 z B1 的 T O P D I S P LAY 形式单元 m,n 2 连接 数 据 A的TOP ∶ ∶ (d)
B的 内 情 向 量 z B1 的 T O P D I S P LAY 形式单元 m,n 2 连 接 数 据 A的TOP ∶ ∶ (c)
–形式参数绑定于活动记录的实在参数域
• 例：
–C 语言、Pascal语言的值参
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传值的实现
1.形式参数当作过程的局部变量处理，即 在被调过程的活动记录中开辟了形参的 存储空间，这些存储位置即是我们所说 的形式单元（用以存放实参）。
2.调用过程计算实参的值，并将其放在对 应形式单元开辟的空间中。 3.被调用过程执行时，就像使用局部变量 一样使用这些形式单元。
当过程的层次为n，它
3 2 1 0
的 DISPLAY为n+1个值。 一个过程被调用时， 从调用过程的DISPLAY 表中自下向上抄录n个 SP值，再加上本层的 SP值。 全局DISPLAY地址
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10.3.3 分程序结构的存储 分配方案
处理分程序结构存储分配方案的一种简 单办法是，把分程序看成 “无名无参过 程”，它在哪里定义就在哪里被调用。因此， 可以把处理过程的存储办法应用到处理分程 序中。但这种做法是极为低效的。 (1) 每逢进入一个分程序，就照样建立连接 数据和DISPLAY表,这是不必要的。 (2) 当从内层分程序向外层转移时，可能同 时要结束若干个分程序。
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2、关键技术：解决对非局部变量的引用(存取) 也就是说，设法跟踪每个外层过程的最新活动 记录AR的位置。 3、跟踪办法： 1. 用静态链/存取链（如PL/0的SL）。 2. 用DISPLAY表。
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目标代码解释执行时数据栈的布 局（运行栈的存储分配）
每个过程的AR有 3个联系单元： – SL： 静态链(存取链)，指向定义该过程的直接 外过程（或主程序）运行时最新活动记录的基 地址。 – DL： 动态链(控制链)，指向调用该过程前正在 运行过程的数据段基地址。 – RA： 返回地址，记录调用该过程时目标程序 的断点，即调用过程指令的下一条指令的地址。 局部变量 中间结果 11
转向主程序入口 转向过程p入口 过程p入口,为过程p开辟空间 取变量b的值到栈顶 取常数10到栈顶 次栈顶与栈顶相加 栈顶值送变量c中 退栈并返回调用点(16) 主程序入口开辟5个栈空间 从命令行读入值置于栈顶 将栈顶值存入变量b中 将变量b的值取至栈顶 将常数值0进栈 次栈顶与栈顶是否不等 等时转(24)（条件不满足转） 调用过程p 常数值2进栈 将变量c的值取至栈顶 次栈顶与栈顶相乘(2*c) 栈顶值输出至屏幕 换行 从命令行读取值到栈顶 栈顶值送变量b中 无条件转到循环入口(11) 结束退栈 12
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D I S P LAY 形式单元 m,n 2 连接数据 A 的TOP ∶ ∶ (a) (a) 到 达 标 号 B1 处 ;
B的 内 情 向 量 Z Z B1 的 T O P TO D I S P LAY 形式单元 m,n 2 连接数据 A的TOP ∶ ∶ (b) (b)进 入 分 程 序 B1;
(c )数组 B 分配之后；
（d）进入分程序 B2; 2
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数 组C