第08章程序运行时的存储组织及管理

1、12S.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3教学目标教学目标 要求明确静态存储分配和动态存储分配的要求明确静态存储分配和动态存储分配的含义含义 了解栈式动态存储分配和活动记录的含

2、义了解栈式动态存储分配和活动记录的含义及组成及组成 了解堆式动态存储分配的分配方式和管理了解堆式动态存储分配的分配方式和管理技术技术48.1 8.1 程序运行时的存储组织程序运行时的存储组织8.2 8.2 静态存储分配静态存储分配8.3 8.3 栈式动态存储分配栈式动态存储分配8.4 8.4 堆式动态存储分配堆式动态存储分配教学内容教学内容5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区目标代码区静态数据区静态数据区运行栈区运行栈区 运行堆区运行堆区67 临时变量临时变量 内情向量内情向量 形式单元形式单元 动态链动态链 返回地址返回地址 静态链静态链 局部

3、变量局部变量 连接连接数据区数据区 局部局部数据区数据区 SP TOP891) 1) 隐式参数隐式参数主要用于和主调模块的通讯，在主要用于和主调模块的通讯，在一般情况下这个参数可以是主调过程的返回一般情况下这个参数可以是主调过程的返回地址，或在不能利用寄存器返回函数值时传地址，或在不能利用寄存器返回函数值时传回函数返回值。这些信息不会在程序中明显回函数返回值。这些信息不会在程序中明显地出现，所以称为隐式参数。地出现，所以称为隐式参数。2) 2) 形式参数形式参数部分存放相应实在参数的地址或部分存放相应实在参数的地址或值。值。3) 3) 程序变量部分程序变量部分将作为简单变量、数组、记将作为简单

4、变量、数组、记录以及编译程序所产生的临时变量的存储空录以及编译程序所产生的临时变量的存储空间。间。101112下面我们通过一段下面我们通过一段C C程序的运行来说明运行栈的变化情况。设有程序的运行来说明运行栈的变化情况。设有C C程序如下：程序如下：real x; 块块1int m1(int ind) 块块2 int x; x=m2(ind+1);int m2(int j) 块块3 int f10; 块块4 bool test1; main()块块5 int x; x=2; printf(%dn,m1(x/5); (a) (b) (c) (d) (e)131 1、 参数区参数区 参数区保存的内

5、容包括：1) 隐式参数隐式参数：隐式参数常包含下列几项： 返回地址：主调程序中调用语句的下一条可执行语句的地址。 指向前一个活动记录起始位置的指针：该基地址指针存放该模块的主调模块的活动记录的基地址，用于确保控制返回主调过程时，能使运行环境恢复到调用前的格局。 函数返回值：有的隐式参数区包含此项，有的不包括，还有更好的处理返回值的方法 。2) 显式参数显式参数：显式参数区是形式参数的通讯区。 形式参数的传递有传值、传地址、传名等方法。有些语言如PASCAL语言即可传值、也可传地址。C语言采用的是传值的方式，这种参数传递方法，实在参数的值将赋给形式参数。当程序运行进入一个程序块时，就要在运行栈中

6、为当程序运行进入一个程序块时，就要在运行栈中为此程序块添加一个活动记录。活动记录中除了存储此程序块添加一个活动记录。活动记录中除了存储局部变量外，还包括一个参数区和一个局部变量外，还包括一个参数区和一个displaydisplay区。区。图图8.38.3表示了一个典型的活动记录的概貌。表示了一个典型的活动记录的概貌。 14210例如，令过程例如，令过程R R的外层为的外层为Q Q，Q Q的外层为的外层为P P，则过程，则过程R R运行运行时时displaydisplay表的内容应为：表的内容应为：15图图8.48.4给出了图给出了图8.2(e)8.2(e)的运行的运行栈中各活动记录的内容。栈中

7、各活动记录的内容。块块4 4的活动记录如下：的活动记录如下：DISPLAYDISPLAY区：区：指针指针d1d1和和d2d2，分，分别指向全局变量区的地址别指向全局变量区的地址Abp0Abp0和和Abp3Abp3。隐式参数区：隐式参数区：有两个参数，第有两个参数，第一个是返回地址，因块一个是返回地址，因块4 4不是不是一个独立的函数，是一嵌套的一个独立的函数，是一嵌套的块程序，所以，没有返回地址，块程序，所以，没有返回地址，同样也没有形参，第同样也没有形参，第2 2个参数个参数Abp3Abp3表示在运行栈中，前一个表示在运行栈中，前一个活动记录是开始地址为活动记录是开始地址为Abp3Abp3的

8、的m2m2活动记录。活动记录。局部数据区：局部数据区：f f和和testtest。 块块4活动记录活动记录abp4abp4 m2活动记录活动记录abp3 m1活动记录活动记录abp2 main活动记录活动记录abp1abp016int fact()int fact() staticstatic int i=5; int i=5; if(i=0) return 1; if(i=0) return 1; else else i-; i-; return( return( (i+1)(i+1)* *fact()fact() ); ); /第第6 6行行 main()main() printf(fac

9、tor of 5!=%dn,fact(); printf(factor of 5!=%dn,fact(); 171819(a)程序运行初期：程序运行初期： (b)运行一段时间后：运行一段时间后：当有新请求分配内存时，有两种当有新请求分配内存时，有两种策略分配策略分配空间：空间： 系统继续从高地址的空闲块中进行分配，而不查看已分配给系统继续从高地址的空闲块中进行分配，而不查看已分配给用户的内存区是否已空闲，直到分配无法进行用户的内存区是否已空闲，直到分配无法进行(即剩余的空闲块即剩余的空闲块不能满足分配的请求不能满足分配的请求)时，系统才去回收所有用户不再使用的空时，系统才去回收所有用户不再使用的空闲块。闲块。1) 用户使用一旦结束，便将所占内存区释放成空闲块。同时，用户使用一旦结束，便将所占内存区释放成空闲块。同时，每当新的用户请求分配内存时，系统需要巡视整个内存中所有每当新的用户请求分配内存时，系统需要巡视整个内存中所有空闲块，并从中找出一个空闲块，并从中找出一个“合适合适”的空闲