编译原理笔记（五）之运行环境

运行环境

• 1. 过程的动态特性
• • 1.1 过程与活动
  • 1.2 控制栈与活动记录
  • 1.3 名字的绑定
• 2.运行时数据空间的组织
• • 2.1 运行时内存的划分与数据空间的存储分配策略
  • 2.2 静态与动态分配简介
• 3. 栈式动态分配策略

1. 过程的动态特性

1.1 过程与活动

• 活动：过程的每一次运行（或执行）
• 生存期：任何过程的活动均有有限的生存期
• 活动树：用来描述控制进入和离开活动方式的树结构

1.2 控制栈与活动记录

• 控制栈：运行环境的最佳数据结构应该是一个栈
• 活动记录：栈上的每个节点是每个活动的运行环境

1.3 名字的绑定

• 绑定：运行时为名字X分配存储空间S，这一过程称为绑定

2.运行时数据空间的组织

2.1 运行时内存的划分与数据空间的存储分配策略

• 静态分配：简单的分配策略、对语言机制的限制。
• 栈分配：基于控制栈、可被分配数据的特点、对语言机制的限制、与静态分配的关系。
• 堆分配：可以任意动态分配和撤销数据空间，用双链表保持可用空间信息，对语言机制不作限制，分配策略的实现较为复杂。

2.2 静态与动态分配简介

1. 静态分配策略
   在静态分配中，名字在程序编译时与存储空间结合，运行时不再改变，每次过程活动时，过程中的名字映射到同一存储单元。这种性质允许局部名字的值在活动停止后仍能保持，即当控制再次进入活动时，变量的值和控制上一次离开时相同。

2. 栈分配策略
   栈分配策略是一种动态分配策略，它的基础是活动的控制栈，所有与活动同生存期的数据均可以采用栈分配策略。当活动处在生存期时，相应的数据被分配，生存期结束后，数据被撤销。对于这样的数据，其分配与撤销实际上就是控制栈上活动记录的分配与撤销。

3. 堆分配策略
   堆分配策略是三种分配策略中最灵活的一种，它对程序设计语言几乎不做什么限制，可以采用静态分配策略或栈分配策略进行分配的数据，均可采用堆分配策略。同时，对于栈分配策略不能分配的数据，堆分配策略也可以分配。
   堆分配策略采用一个双向链表的结构，将所有可以被分配的自由空间链接在链表中，链表中的每个节点指示一个连续可用空间的信息，典型的如可用空间的起始和结束地址。节点的顺序应与可用空间的地址先后一致。

3. 栈式动态分配策略

• 控制栈中活动记录的具体内容
• 调用序列与返回序列：调用序列和返回序列的作用、内容；调用序列与返回序列功能的划分；如何设计调用序列与返回序列，以保证控制流的正确转移和活动记录的正确切换。
• 控制链与访问链：控制链与访问链的作用与区别；控制链用于活动记录的正确切换，体现活动的嵌套关系；访问链用于访问非本地数据，体现过程的嵌套关系；
• 访问链的不同实现方法：通过访问链访问非本地数据，通过显示表访问非本地数据；两种方法对访问链的维护。