目标程序运行时存储空间的组织

静态存储分配

• 如果编译时就能够确定一个程序在运行时所需的存储空间大小，则在编译时就能够安排好目标程序运行时的全部数据空间。
• 静态存储分配条件：
  1. 数组的上下界必须是常数（维数不能变）
  2. 过程调用不允许递归
  3. 不允许动态数组结构（即在程序运行过程中申请和释放的数据结构）比如FORRTRAN，BASIC
  临时变量
  数组
  简单变量
  形式单元（参数的传递）
  隐参数（寄存器保护区，返回地址）

简单的栈式存储分配（C语言除去可变数组）

• 活动记录：程序活动时相关信息保留的程序数据区，调用一个过程，栈顶建立活动记录。变异可以静态确定活动记录体积。
• 内情向量是描述数组内部情况的数据结构（维数，类型，开始地址）。
• 先考虑没分程序结构（子程序（没返回值），不是函数），过程定义不允许嵌套，允许过程的递归调用，允许过程含有可变数组。
• 912833853.jpg
  261488133.jpg
  
  

  具体有老SP，返回地址，参数个数，形式单元（参数），<简单变量，内情向量，临时工作单元>
  TOP和SP永远指向当前正在执行的。老TOP=SP-1
  绝对地址=SP+相对地址

• 过程执行情况如下（P181）：

1. 过程调用
   遇到par T1，就要为其构建活动记录。（TOP+1是老SP）
   过程进入：SP=TOP+1，1[SP]=返回地址（PC），TOP=TOP+L；
   之后数据分配（数组内情向量），运行时数组起始地址回填。
2. 过程返回：
   返回值有一个寄存器，只能有一个。
   销毁活动记录：TOP=SP-1，SP=0[SP]（变址寻址，里面存着老SP），X=2[TOP] UJ0[x]

嵌套过程语言的栈式实现

用嵌套层次显示（DISPLAY表）嵌套层次简称层数。主程序是0层，之后不断+1。DISPLAY表就是把从直接外层到第0层所有活动记录基址组建成一个表，这个表叫DISPLAY表。第i层display表中有i+1个单元。（当前到第0层），把父层一抄+自己（存SP现行值）。

找变量：不断往外层找。
位置：放到活动记录。活动记录存放DISPLAY表（直接外层的）在形式单元上边。全局DISPLAY表也是连接数据。返回地址上有全局DISPLAY表地址。
1[TOP]=SP
3[TOP]=SP+d
......
之后JSR P（准备P的入口地址放PC）
过程进入：SP=TOP+1；
1【SP】=返回地址（还没放，可保护）
TOP=TOP+L
之后按照第三项连接数据抄k个单元内容，最后填新SP形成新SP。

过程返回：与第二节相同。

• 存取链（静态链）
  加地址（直接外层活动记录的基址），返回地址上加存取链。

例题

• 有动态变量，堆式（空闲表，空闲链）FIRSTfit bestfit worstfit

目标代码的生成

• 绝对地址（放在指定位置.COM .EXE）通常放固定存储区可直接执行。
• 相对地址（.OBJ）
• 汇编语言（查表翻译到目标代码）

简单代码生成器（1、寄存器呆时间长 2、寄存器优于内存）

• 待用信息与活跃信息：
  一个基础块，翻译四元式A=BopC，看后面还有那些四元式用A=BopC，有人用ABC，说ABC代用，不用不活跃，临时变量不用生成信息。
  四元式i对A的定值，四元式j引用A，但之间无A定值，只有i里的A影响j。A在四元式j中待用。活跃。A在后边多出被待用，生成待用信息链。（知道是否待用从后往前扫描）
• 构建待用信息链和活跃信息链：
  1. 初值：（从基本块最后开始讨论）符号表中所有变量初值构建为非待用，临时变量不活跃，简单变量活跃
  2. 出口到入口，由后向前，每个四元式逐一处理。比如A=BopC。
  3. A待用活跃信息标注四元式，之后置非待用非活跃（定值之前认为未被引用）。BC也标注四元式i，待用信息置i，活跃信息置为活跃。
  4. 非待用非活跃F，活跃L，待用用四元式编号。
  待用可以放寄存器，活跃不待用直接放内存。。。。。。

例子：

待用活跃.jpg

• 代码生成算法（生成目标代码）：
  1. 寄存器给多个变量用说明它们有同样的值。
  2. 寄存器描述数组RVALUE：寄存器名称作为下标，存放某某某的值。变量地址描述数组：记录变量存储位置AVALUE，Ri表示在寄存器Ri放，A表示在内存里放。

• 代码生成算法步骤（A=BopC）：
  1. 调用GETREG，为了处理四元式给A获取一个寄存器，
  2. 通过地址描述数组获取B，C的存放位置，放寄存器，寄存器就叫B'，C'。
  3. 给A选择的寄存器R不是B'，则给B'内容传到R里边去，之后拿R和C'执行op操作，否则不用做转移（R是B'）。如果B'或C'为R，删除AVALUE[B]，AVALUE[C]中的R。
  4. 令A的描述数组=R,R的寄存器数组=A（R只为A服务）
  5. B和C不待用不活跃，寄存器描述数组的BC删掉。地址描述数组的
  Rk也去掉。

• 申请寄存器的算法：
  1. 如果B的值在Ri中放着了，且Ri中只包含B的值。给A选Ri。或者B和A是同一个标识符（A=AopC），或B在该四元式之后不再被引用了（B单独用一个寄存器是大前提）。
  2. 有没有空闲寄存器
  3. 每空闲的从已分配的寄存器中选一个Ri。原则：占用Ri的值最好同时也在内存中，或该值在基本块最远的位置会被引用到。这是对寄存器Ri调整：对于AVALUE【Ri】每个变量M：M是A，A不用做任何操作。M不是A，如果D的地址描述数组不包含D（只在寄存器不再内存），做如下操作：1、MOVE D,Ri(存到内存里边去 ) 2、D的数组里边写上M把Ri去掉。3、寄存器描述数组D删除掉。4.接着处理其他。最后空着给A用。
  

  （注意：寄存器里有B咋整？地址描述数组得有B，同时又有Ri。之后就可去B，去不去无所谓）
  目标代码生成.jpg
  
  注意：A=B只改描述数组不mov，出基本块后不活跃不用存内存，否则Mov D，Ri

• 寄存器的分配：
  指令执行代价=每条指令访问内存次数+1
  比如A=BopC，A要保护，访存1次，BC若放内存还要访存两次。

• 代价算法：1、变量在基本块定值，分配寄存器，定值之前分配，每用一次省一次（不一定定值，只要定值之前即可，最终定不定值不管，a=a-f定值之前引用了a）。 2、基本块中定值，出基本块之后活跃，省的代价为2.。

  
  
  算式.jpg

• 源程序到目标代码：1、生成中间代码 2、划分基本块 3、翻译

练习（重要）：

符号表与错误处理

符号表

• 符号表是一个统称，又叫名字表：标识符+跟名字相关信息
• 符号表的组织：
  • 标识符命名为固定长度可以直接组织（BASIC），直接方式名字信息摆在那，有的不合适比如255。还有间接方式：字符串数组存放所有标识符，符号表名字表有指针指标识符（数组里的起始位置），还有长度；还有按标识符种属分类。
  • 信息栏组织分两类：固定信息内容（按种属分，特征相同，信息可一一记录信息栏，好管理），仅记录信息存放地址（不分种属，专门开辟空间存信息，数组，函数亦可采用词法）。
• 分程序结构语言符号表的建立（带嵌套定义pascal）：符号表分层建立。1、扫描声明部分，查找与本层相关的符号表，没有则加入。冲突（声明类型不同，重名）错误处理（建符号表）2、语句中（使用部分）扫描到标识符，查符号表，查不到往外层查。都找不到错误处理。
• 组织如下：
  • 同一层标识符放在一起，分层处理。
  • 分程序表：OUTERN外层分程序编号，COUNT符号表登记项个数，POINTER指向分程序符号表起始位置。
• 从外层往内扫描，先构建内层，先来后出用堆栈（先构建，后转移到正式符号表中）
• 扫描开始建分程序表，扫描标识符查表，无构建，COUNT+1，最后一道正式符号表中。退出分程序，返回外层继续处理外层。
• 一次扫描扫描完符号表删除，栈式（往后没用不用转移了）。
• 符号表结构：线性（建简单用麻烦）（10000个平均查5000回），有序符号表（建表有开销）（新加一个往后移），二叉排序树（构建快，查找比有序差4倍，1+4log₂N），散列符号表

错误处理

查错，改错。（语法错误，语义错误）

• 语法错误校正。1、修补 2、跳过（错误的局部化） 动态编译时的错误发现不了。