Лекции по конструированию компиляторов. В.А. Серебряков (1134687), страница 18

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 18)

Минимальный адрес

Сохраненные
регистры

Текущий Локальные Область
статический Disp последней
уровень Предыдущий BP BP вызванной
процедуры
Точка возврата Disp

Факт. параметры

Сохраненные
регистры
LP
Предыдущий LP D
e
Предыдущий Локальные l
статический t
уровень a
Предыдущий BP

............. Максимальный адрес

Рис. 8.3

Итак, в случае статической цепочки магазин организован, как это изображено на рис. 8.3.

Таким образом, на запись текущей процедуры в магазине указывает регистр BP (Base pointer), с которого начинается динамическая цепочка. На статическую цепочку указывает регистр LP (Link Pointer). В качестве регистров BP и LP в различных системах команд могут использоваться универсальные, адресные или специальные регистры. Локальные переменные отсчитываются от регистра BP вверх, фактические параметры - вниз с учетом памяти, занятой точкой возврата и самим сохраненным регистром BP.

Вызов подпрограмм различного уровня производится несколько по-разному. При вызове подпрограммы того же статического уровня, что и вызывающая подпрограмма, выполняются следующие команды:

Занесение фактических параметров в магазин
JSR A

Команда JSR A продвигает указатель SP, заносит PC на верхушку магазина и осуществляет переход по адресу A. После выполнения этих команд состояние магазина становится таким, как это изображено на рис. 8.4. Занесение BP, отведение локальных, сохранение регистров делает вызываемая подпрограмма.

Точка возврата SP

Факт. параметры

Сохраненные
регистры
LP
Предыдущий LP

Предыдущий Локальные
статический
уровень BP
Предыдущий BP

................

Рис. 8.4

При вызове локальной подпрограммы необходимо установить указатель статического уровня на текущую подпрограмму, а при выходе - восстановить его на старое значение (охватывающей текущую). Для этого исполняются следующие команды:

Занесение фактических в магазин
MOVE BP,LP
SUB Delta,LP
JSR A

Здесь Delta - размер локальных вызывающей подпрограммы плюс двойная длина слова. Магазин после этого принимает состояние, изображенное на рис. 8.5. Предполагается, что регистр LP уже сохранен среди сохраняемых регистров, причем самым первым (сразу после локальных переменных).

После выхода из подпрограммы в вызывающей подпрограмме выполняется команда

MOVE (LP),LP

которая восстанавливает старое значение статической цепочки. Если выход осуществлялся из подпрограммы 1-го уровня, эту команду выполнять не надо, поскольку для 1-го уровня нет статической цепочки.

Точка возврата

Факт. параметры

Сохраненные
регистры
LP
Предыдущий LP
D
Предыдущий e
статический Локальные l
уровень t
a
Предыдущий BP

.................

Рис. 8.5

При вызове подпрограммы меньшего, чем вызывающая, уровня выполняются следующие команды:

Занесение фактических параметров в магазин
MOVE (LP),LP /*столько раз, какова разность
уровней вызывающей и вызываемой ПП*/
JSR A

Тем самым устанавливается статический уровень вызываемой подпрограммы. После выхода из подпрограммы выполняется команда

MOVE -Delta(BP),LP

восстанавиливающая статический уровень вызывающей подпрограммы.

Тело подпрограммы начинается со следующих команд:

LINK BP,-размер локальных
MOVEM -(SP)

Команда LINK BP,размер локальных эквивалентна трем командам:

MOVE BP,-(SP)
MOVE SP,BP
ADD -размер локальных,SP

Команда MOVEM сохраняет в магазине регистры.

В результате выполнения этих команд магазин приобретает вид, изображенный на рис. 8.3.

Выход из подпрограммы осуществляется следующей последовательностью команд:

MOVEM (SP)+
UNLK BP
RTD размер фактических

Команда MOVEM восстанавливает регистры из магазина. После ее выполнения магазин выглядит, как это изображено на рис. 8.6.

SP
Текущий Локальные
уровень BP
Предыдущий BP

Точка возврата Точка возврата SP

Факт. параметры Факт. параметры

............. ................


Рис. 8.6 Рис. 8.7

После выполнения команды UNLK BP, которая эквивалентна такой последовательности команд:

MOVE BP,SP
MOVE (SP),BP
ADD #4,SP /*4 - размер слова*/

магазин имеет содержимое, изображенное на рис. 8.7.

Наконец, после выполнения команды RTD размер_фактических, которая эквивалентна последовательности

ADD размер_фактических+4, SP
JMP -размер_фактических-4(SP)

магазин восстанавливается до состояния, которое было до вызова.

В зависимости от наличия локальных переменных, фактических параметров и необходимости упрятывания регистров каждая из этих команд может отсутствовать.

8.2.2. Организация магазина с дисплеем

Рассмотрим теперь организацию магазина с дисплеем. Дисплей - это массив (DISPLAY), i-й элемент которого представляет собой указатель на область активации процедуры i-го статического уровня. Доступ к переменным самой внутренней процедуры осуществляется через регистр BP. При вызове процедуры меньшего статического уровня изменений в дисплее не производится. При вызове локальной процедуры в дисплее отводится элемент для текущей (вызывающей) процедуры. При вызове процедуры того же уровня (i) i-й элемент замещается на указатель области активации текущей процедуры и при выходе восстанавливается. Тем самым DISPLAY[i] всегда указывает на область активации последней вызванной процедуры i-го статического уровня.

Минимальный адрес

Сохраненные Область
регистры последней
вызванной
Текущий Локальные процедуры
статический
уровень Предыдущий BP BP

Точка возврата

Факт. параметры
DISPLAY[i]
Сохраненные
регистры

предыдущий
DISPLAY[i]

Предыдущий Локальные
статический
уровень
Предыдущий BP

.............

Рис. 8.8

Запоминание и восстановление DISPLAY[i] можно не выполнять, если процедура не имеет локальных переменных и параметров или если из процедуры нет вызовов описанных в ней процедур. Структура магазина при использовании дисплея изображена на рис. 8.8. Дисплей может быть реализован либо через регистры (если их достаточно), либо через массив в памяти.

При вызове процедуры следующего (по отношению к вызывающей) уровня в дисплее отводится очередной элемент. Если вызывающая процедура имеет статический уровень i, то при вызове процедуры уровня j<=i элементы дисплея j,…,i должны быть скопированы (обычно в стек вызывающей процедуры), текущим уровнем становится j и в DISPLAY[j] заносится указатель на область активации вызываемой процедуры. По окончании работы вызываемой процедуры содержимой дисплея восстанавливается из стека.

Иногда используется комбинированная схема - дисплей в магазине. Дисплей хранится в области активации каждой процедуры. Формирование дисплея для процедуры осуществляется в соответствии с правилами, описанными выше.

Отдельного рассмотрения требует вопрос о технике передачи фактических параметров. Конечно, в случае простых параметров (например, чисел) проблем не возникает. Однако передача массивов по значению - операция довольно дорогая, поэтому с точки зрения экономии памяти целесообразнее сначала в подпрограмму передать адрес массива, а затем уже из подпрограммы по адресу передать в магазин сам массив. В связи с передачей параметров следует упомянуть еще одно обстоятельство.

Р ассмотренная схема организации магазина допустима только для языков со статически известными размерами фактических параметров. Однако, например, в языке Модула-2 по значению может быть передан гибкий массив, и в этом случае нельзя статически распределить память для параметров. Обычно в таких случаях заводят так называемый "паспорт" массива, в котором хранится вся необходимая информация, а сам массив размещается в магазине в рабочей области выше сохраненных регистров.

8.3. Назначение адресов

Назначение адресов переменным, параметрам и полям записей происходит при обработке соответствующих объявлений. В однопроходном трансляторе это может производиться вместе с построением основной таблицы символов и соответствующие адреса (или смещения) могут храниться в этой же таблице. В промежуточном представлении Лидер объявления сохранены, что делает это промежуточное представление машинно-независимым. Напомним, что в Лидер-представлении каждому описанию соответствует некоторый номер. В процессе работы генератора кодов поддерживается таблица Table, в которой по этому номеру (входу) содержится следующая информация:

- для типа - его размер;

- для переменной - адрес;

- для поля записи - смещение внутри записи;

- для процедуры - размер локальных;

- для диапазона индексов массива - значение левой границы.

Функция IncTab вырабатывает указатель (вход) на новый элемент таблицы, проверяя при этом наличие свободной памяти.

Таблица LevelTab - это таблица уровней процедур, содержащая указатели на последовательно вложенные процедуры (см. рис. 4.9).

Для вычисления адресов определим для каждого объявления два синтезируемых атрибута: DISP будет обозначать смещение внутри области процедуры (или единицы компиляции), а SIZE - размер. Тогда семантика правила для списка объявлений принимает вид

RULE
DeclPart ::= ( Decl )
SEMANTICS
Disp<1>=0;
1A: Disp<1>=Disp<1>+Size<1>;
Size<0>=Disp<1>.

Это можно следующим образом изобразить на дереве объявлений (рис. 8.10).

Характеристики

Список файлов лекций