系列文章戳這里👇

1. 什么是上下文無關文法、最左推導和最右推導
2. 如何判斷二義文法及消除文法二義性
3. 何時需要消除左遞歸
4. 什么是句柄、什么是自上而下、自下而上分析
5. 什么是LL(1)、LR(0)、LR(1)文法、LR分析表
6. LR(0)、SLR(1)、LR(1)、LALR(1)文法之間的關系
7. 編譯原理第三章習題
8. 詞法分析、構建DFA、上下文無關文法、LL(1)分析、提取正規(guī)式
9. 證明LL(1)、SLR(1)、LALR(1)文法
10. 翻譯方案、屬性棧代碼
11. 【運行時環(huán)境】什么是活動記錄、 活動記錄與匯編代碼的關系

什么是活動記錄？

相信大家也和我一樣，覺得編譯原理在運行環(huán)境這部分比較難理解，由于機器是棧式運行的，所以里面很多操作并不利于我們理解，下面分享一下我自己對活動記錄這一塊的部分理解，也有一些x86匯編的內容

活動記錄－AR （Activation Record）

• 是一連續(xù)存儲區(qū)域，用于管理與存放和程序單元執(zhí)行相關的重要信息。
• 下圖就是活動記錄的內容，簡單來說，活動記錄是用來記錄一段函數(shù)信息的地方，
  • 很好理解，當我們在寫C程序時，如果我們要用一個函數(shù)調用另一個函數(shù)，那么在調用結束后怎么回到原來的函數(shù)呢？
    • 就是活動記錄在幫忙，他幫我們把調用者的地址記錄下來，并用控制鏈相連。
  • 而訪問鏈是記錄當前函數(shù)可以訪問的函數(shù)地址，這個是可選擇的，意思就是活動記錄中可以沒有它。
  • 返回值自然就是該函數(shù)return的值，實在參數(shù)其實就是函數(shù)的參數(shù)，也就是int fun(int a,int b)里面的a和b
  • 局部數(shù)據(jù)就是函數(shù)體里面定義的局部變量
  • 機器狀態(tài)就是活動記錄的一個指針，它是活動記錄的基地址，x86匯編中一般表示為%ebp，我們可以用它來找到活動記錄里面參數(shù)的位置，比如8(%ebp)就是ebp+8，
• 
• 問題來了，如何獲取活動記錄里的內容呢？上面說了，可以通過%ebp，如下圖所示，bp進行偏移就可以取得的對應位置的值！

活動記錄的內容

• 下圖是棧式分配下的活動記錄內容布局，其中返回值往下即為高地址到低地址，所以我們要調用參數(shù)就需要用bp+xx去取，而局部參數(shù)就是bp-xx，還不懂也沒關系，后面會舉個栗子，應該會更好理解

• 臨時區(qū)域。用以保存臨時計算結果

• 局部數(shù)據(jù)區(qū)。源程序中程序單元聲明的局部變量對應在此區(qū)域。

• 機器狀態(tài)保存區(qū)。存有機器的寄存器，程序指令計數(shù)器 ip（返回地址）等。

• 訪問鏈（靜態(tài)鏈）。當前程序單元可以訪問的（靜態(tài)程序中）外圍程序單元的活動記錄鏈。

• 控制鏈（動態(tài)鏈）。程序單元的活動記錄按它們的生成（或調用）次序串成鏈。

• 實在參數(shù)

• 返回值

舉個栗子

• 
• 那么這個C程序的活動記錄安排你能畫出來嗎？試試看？
• 函數(shù)g被調用時，活動記錄棧的（大致）內容如下：
• 可以看到主函數(shù)中調用了h，而h調用了g，他們的old bp就是控制鏈，分別指向調用者，他們都有一個局部變量a，并且此時bp在函數(shù)g的活動記錄中，sp是棧頂指針(始終指向棧頂)

再舉個栗子

• 

• 這是一個非常簡單的c函數(shù)程序，你能畫出它的活動記錄圖，并標明各個參數(shù)對應bp的偏移嗎？如果我們要取參數(shù)則上移，要取局部變量則下移，這里是int，占4個字節(jié)，所以分別是bp+8和bp-4

• 更深一步，讓我們一起看一看這段程序的匯編代碼是怎么樣的吧！x86匯編是典型的棧式機，首先pushl %ebp將當前bp壓棧，movl %esp,%ebp將這個位置作為活動記錄的基址，即把esp送入ebp，subl $8, %esp為局部數(shù)據(jù)分配空間，有兩個整型變量，所以esp-8，movl 8(%ebp), %eax取參數(shù)a的值放入寄存器%eax，再movl %eax,-4(%ebp)將其賦給局部變量，后兩句同理將b賦給d，最后leave和ret回收活動記錄，恢復原先保存的機器狀態(tài)，leave相當于mov bp,sp ;pop bp //恢復調用者的bp

• 

再再舉個栗子

int punc(int** &a,int b, int c,int &d)
{
a[b][c] = d;return 0;
}//C/C++程序，int 變量占 4 字節(jié)。

(1)準確畫出該函數(shù)的活動記錄內容安排。

• 同理，也很簡單就能畫出來

(2)補全 5 處帶有下劃線的匯編代碼。

那么這里的匯編代碼怎么填呢？

• 可以看到參數(shù)分別為(int** &a,int b, int c,int &d)，如果你不清楚指針引用的話，可以先看一下這篇文章《C語言指針、引用》，那么其中a是一個引用，它是指向某一個指針的指針的引用，也就是有一個指針x，它指向另一個指針y，而a就是指針x的引用，也就是x的另一個名字。知道這個以后就可以補充匯編代碼了！
• movl 8(%ebp), %eax顯然是將參數(shù)a送入%eax，那么前面說了a是一個指針的指針的引用，也就是說此時的a是一個地址，那么①就應該是movl (%eax)，%ebx，(%eax)相當于取指針a指向的地址，可以作為一個數(shù)組的首地址，然后把a這個地址先放到一個寄存器%ebx里面
• %12(ebp)對應的就是參數(shù)b了，那接下來就應該計算a[b]的值了，數(shù)組地址的計算也很簡單，a+b*4對應匯編就是(%ebx,%eax,4)，再把它送入%ebx就得到了a[b]的地址
• 然后取d的值20(%ebp)，送入%eax，再存到寄存器%edx中
• 然后再計算a[b][c]的地址，前面已經計算了a[b]為(%ebx,%eax,4)，所以a[b]+c*4=(%ebx, %eax ,4)，那么最后將d送入這個地址就可以了movl %edx,(%ebx,%eax,4)
• 最后return 0即對應 xorl %eax, %eax：按位異或，相同的位置為0，不同的位置為1，eax和eax的每一位都相同，所以相當于清零。
• 最終結果如下: