Т. Пратт, М. Зелковиц - Языки программирования - разработка и реализация (4-е издание_ 2002) (1160801), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Указатель на текущую команду, Операторы и выражения, задействованные в полпрограмме, прелставлены определенными команлами в исполняемом коде, который создается транслятором и хранится в сегменте кола. Мы считаем, что в любой момент во время выполнения программы сушсствует некоторая команла в каком-либо сегменте кода, которая либо выполняется, либо сейчас начнет выполняться аппаратным пли программно-моделируемым интерпретатором. Эта команда называется текущей командой, а указатель на нее хранится в специальной переменной, называемой указателем на текущую команду (сцггепГ-1пзггцс(1оп ро)птег, С1Р). Действие интерпретатора сводится к выбору той команлы, на которую указывает С1Р, обновлению значения С1Р (так, чтобы он указывал на следуюшую команду) и затем выполнению выбранной команды (которая может снова изменить С1Р, выполняя переход на какую-либо лругую команлу).
Указапгель текущей среды. Поскольку все активации полпрограммы используют один и тот же сегмент кода, простого знания текущей выполняемой команды недостаточно, необходимо также иметь указатель на используемую запись активации. Например, если какая-либо команла в коде ссылается на переменную 1С зта переменная обычно представлена в записи активации, Каждая запись активации для атой подпрограммы имеет свой объект данных, именуемый идентификатором К. 388 Глава 9. Управление подпрограммами Запись активации представляет собой среду ссылок подпрограммы, поэтому указатель на запись активации обычно известен как указатель среды.
Указатель на текущую запись активации (текущую среду ссылок) в процессе выполнения программы хранится в переменной, которую мы называем указателем на текушую среду (снггепС-епч!гопшепс ро!птег, СЕР). Для того чтобы разрешить ссылку на Х (то есть определить, какой именно объект данных понимается под х), и используется запись активации, на которую указывает СЕР.
Теперь, когда в нашем распоряжении имеются указатели С!Р и СЕР, мы можем легко понять, как программа выполняется. Сначала создается запись активации для главной программы (поскольку эта запись активации существует в единственном экземпляре, она часто создается во время трансляции вместе с сегментом кода).
Переменной СЕР присваивается указатель на эту запись активации. Переменной С1Р присваивается указатель на первую команду в сегменте кода главной программы. Интерпретатор начинает последовательно выбирать и выполнять команды, на которые ссылается указатель С! Р. Когда интерпретатор встречает команду вызова подпрограммы, создается запись активации и в переменную СЕР помещается указатель на нее. Переменной С1Р присваивается указатель на первую команду в сегменте кода вызываемой подпрограммы. С этого момента интерпретатор начинает выполнять команды подпрограммы.
Если эта подпрограмма вызывает какую-либо другую подпрограмму, переменным СЕР и С1Р присваиваются новые значения, соответствующие указателям на запись активации очередной вызванной подпрограммы и первую команду ее сегмента кода. Для корректного возвращения из вызванной подпрограммы в вызываюгпую значения СЕР и ПР последней должны быть где-то сохранены командой вызова подпрограммы до того, как они будут изменены.
Когда выполнение подпрограммы доходит до команды возврата, завершающей ее активацию, старые значения СЕР и С1Р, сохраненные при вызове этой подпрограммы, должны быть получены и восстановлены. Восстановление старых значений указателей — это все, что следует сделать для возвращения управления к корректной активации вызывающей подпрограммы в правильном месте, чтобы выполнение этой подпрограммы могло быть продолжено. Где команда вызова гюдпро трам мы должна сохранить значения переменных С ! Р и СЕР перед тем, как присвоить им новые значения? Подходящим местом для этого является запись активации вызываемой подпрограммы. В эту запись активации включается дополнительный системный обьект данных, называемый точкой возврата.
Точка возврата содержит пространство для значений двух указателей, составляющих пару (1р, ер) — указатель команды н указатель среды (!пвггисг1оп ро!псег, епу!гопщепг ро!пгег). После тою как команда вызова подпрограммы создает запись активации, она сохраняет старые значения (1р, ер) указателей С!Р и СЕР в точке возврата, а самим указателям С!Р и СЕР присваиваются новые значения (1р, ер), что обеспечивает передачу управления вызываемой подпрограмме. Команда геьигп извлекает старые значения (1р, ер) из точки возврата и восстанавливает значения С1Р и СЕР, возвращая, таким образом, управление вызывающей подпрограмме. Теперь, если бы нам требовалось проследить за процессом выполнения программы в целом, мы бы увидели, что интерпретатор поочередно выполняет команды, на которые указывает С! Р на каждом шаге цикла выполнения, используя СЕР 9.1.
Управление последовательностью подпрограмм 388 для разрешения ссылок на данные (более подробно этот вопрос обсуждается в следующем разделе). Команды вызова подпрограммы и возврата из нее записывают значения (1р, ер) в переменные С1Р и СЕР и извлекают их оттуда, осуществляя таким образом передачу управления от одной подпрограммы другой. Если представить себе, что в какой-то момент выполнение программы приостанавливается, то, зная С!Р и ССР, будет достаточно легко определить, какая подпрограмма выполнялась в данный момент, какая подпрограмма вызвала данную (эта информация содержится в точке возврата из подпрограммы) и т.
д., пока не будет достигнута основная программа. На рис. 9.1 показана такая организация для главной программы и двух подпрограмм, каждая из которых вызывается из двух разных мест. Подпрограмма А Главная программа Подпрограмма В )5: Статический сегмент кода и: )вд Точка возврата -'-'()р, ер) динамическая , ' запись активации Рис. 9.1. Состояние выполнения в момент начала выполнения подпрограммы В Эта модель реализации вызова подпрограммы и возврата из нее является достаточно общей, чтобы служить основой для нескольких разновидностей структур управления подпрограммами, которые мы рассмотрим позже.
Отметим одну важную особенность подпрограмм, которые представляются с помощью правила копирования: в каждый момент выполнения программы может использоваться не более одной активации любой подпрограммы. Подпрограмма Р может вызываться много раз в течение времени выполнения программы, но каждая активация подпрограммы завершается до начала следующей активации. 390 Глава 9. Управление подпрограммами Основываясь на атом свойстве, можно вывести более простую модель реализации подпрограммы при условии, что за увеличение скорости мы готовы поплатиться объемом памяти. Эта более простая модель реализации заключается в том, чтобы статически отвести в памяти место для одной записи активации каждой конкретной подпрограммы как расширение сегмента кода, а не создавать запись активации во время вызова подпрограммы.
В атой упрощенной модели (которая используется во многих реализациях языков СОВОК и ВОКТКАХ) уже в самом начале выполнения программы в памяти присутствуют сегменты кода и записи активации для всех подпрограмм и для главной программы. При выполнении программы не требуется динамически отводить место под запись активации при вызове подпрограммы.
Вместо этого повторно используется одна и та же запись активации, которая просто инициализируется заново при каждом вызове подпрограммы. Поскольку в каждый момент времени используется только одна активация, такое многократное использование одной и той же ее записи для повторных вызовов подпрограммы не может разрушить необходимую информацию, оставшуюся от более раннего вызова, потому что все предыдущие вызовы уже завершены. Располагая сегмент кода и запись активации в одном блоке памяти, мы можем произвести дальнейшие упрощения структуры управления. Теперь нам не нужен указатель ЕЕР, поскольку запись активации является просто расширением сегмента кода, ца который указывает Е1Р.
Ссылка на переменную М в выполняемом коле легко разрешается при помощи присоединенной записи активации, которая, таким образом, позволяет обходиться без СЕР, При отсутствии СЕР нужно сохранять при вызове подпрограммы и восстанавливать при выходе из нее только указатель текущей команды Е1Р. При использовании более общей реализации вызова подпрограммы и возврата из нее аппаратная часть компьютера может обеспечить лишь незначительную поддержку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
