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第七章 运行时的存贮分配 计算机科学与技术学院 闫健恩 概 述 静态存储管理 栈式存储管理 堆式存储管理 概述 目的 编译程序除了要关心目标代码生成问题外，还必须要考虑程序运行时使用的数据区域的管理问题。 为什么要使用数据区 程序运行时各种数据必须放在内存中，便于访问和使用。 数据区的管理 内存永远不能满足需要； 必须找到存贮的数据； 按照程序单位（过程、函数）分配和管理数据区。 概述 数据区存贮的内容 变量和常数（用户自己定义） 简单类型：整、实、布尔等类型。 复杂类型：字符串、数组、结构、记录等。 临时单元：源程序中没有，编译程序在生成中间代码时建立和使用。 形式单元：存放过程或函数间传递的参数； 返回地址：返回主调程序的入口。 保护区：保存主调程序的寄存器内容，恢复现场。 概述 数据区分配策略 静态分配：编译时就可以确定数据(无可变数组、无递归和 嵌套过程、无其他动态数据结构)。 栈式分配：有可变数组、有过程和函数的递归和嵌套。 堆式分配：有静态变量(static)、指针、表单等。 静态存贮分配 含义： 程序运行时使用的数据区域的大小，在编译时就能确定下来。 条件 不存在可变长的数组、可变长的字符串、指针； 不存在函数或过程的嵌套和递归。 分配方式 在符号表中按照对象属性顺序分配数据区，从而建立一个数据映像，运行时按照此映像分配实际的内存数据区。 静态存贮分配 静态存贮分配 栈式存贮分配 含义： 使用栈来建立数据区。在编译时无法全部确定运行时的数据区，直到运行时刻才能确定全部的数据区。 条件： 有可变的数组、可变长的字符串、过程的递归和嵌套。 为何使用栈： 过程调用具有“先进后出” 的特点。 例：main( ) x( ) y ( ) z ( ) 数据区(运行栈)分为:静态和动态两部分。 静态部分： 连接数据：连接主调过程和被调过程以及数据区域。 本过程内的局部变量(含固定数组)。 DISAPLAY表：存放所有嵌套外层（包含本层）过程的现行数据区的首地址。(n层,n+1个地址) 以上三个部分在编译时是可以确定的，称为过程的活动记录AR(Activation Records) 数据区动态部分 在top以上建立,在进入过程时可以确定大小。 D表的建立方法： 被调过程的层数是n(主调过程的层数是0),被调过程的D表，从主调过程的D表中从下往上抄n项地址，再加上本过程的数据区首地址。 例：如下程序，在过程second被调用之后着执行之前，给出运行栈的结构。 program main var a,b,c:integer; procedure second(var G,X:integer) var b,d:integer; E:array[1…X] of integer; procedure third(var W,T:integer) var P:integer; … end； call third(b,d); end; procedure first (var Z,Y:integer) var m,n:integer; n=5; m=10; call second(n,m); end; call first (c,a); …… end. 堆式存贮分配 含义 在编译时无法确定数据区的大小，在过程的入口处也确定不了数据区的大小，因此无法使用静态或栈式分配方法。 条件 有static类型、指针类型和表单(form)等变量。 堆空间的分配及管理 固定长分块法：将堆空间分成大小相同的块，使用链表连接各个单元；适用于类型单一或长度一致的数据类型。 可变长分块法：将堆空间分成长度不同的块。 外部碎片和内部碎片问题 堆空间使用应注意的问题 不可以随便释放 释放的方法：参照计数法和无用单元敛集。 * 版权所有 计算机学院 闫健恩 * 版权所有 计算机学院 闫健恩 a+4 a+2 a ADDR 长度 位置 ┋ 03 02 01 入口 K 简变 integer 1 5 K 简变 integer 1 4 K 简变 integer 4 0 DA VAL KIND TYPE NAME 符号表如下，DA栏表