Klicni zapisi in spremenljivke

Vhod: AST z atributi
Izhod: AST z dodatnimi atributi

Spremenljivke

Tipi:

• statične: definirane zunaj funkcij - fiksni pomn. naslov, življenjska doba celega programa
  • ime labele, velikost, začetna vrednost
• avtomatske: definirane v funkciji (lokalne spremenljivke in/ali parametri) - spremenljiv pomn. naslov, življenjska doba izvajanja funkcije
  • odmik of SP, velikost
• registrske
• zunanje

Pomnilnik

Vrednosti na skladu dobimo z odmiki / na kopici dobimo preko kazalcev nanje

Klicni zapisi

Lokalne spremenljivke (in parametri) funkcije se instancirajo ob klicu in uničijo ob izhodu
Implementacija:

• LIFO sklad: slab za veliko push in pop operacij hkrati (ob vstopih in izstopih iz funkcije), ni dostopa do poljubne vrednosti na skladu
• seznam s kazalcem na sklad, ki se pomika glede na potreben prostor informacij funkcije

Klicni zapis / okvir sklada: del pomnilnika (sklad), ki pripada funkciji med izvajanjem

SP: kazalec na zadnjo zasedeno lokacijo
FP: kazalec na prvo lokacijo tik pred klicnim zapisom
Stara vrednost FP: ob koncu funkcije SP = FP, FP moramo od prej shraniti
Povratni naslov: hramba vrednosti posebnega registra, ki se ob vsakem klicu spremeni
Začasne spremenljivke: v primeru premalo registrov za večje operacije/izračune

Klicna konvencija: dogovor o načinu pošiljanja argumentov, parametrov, rezultatov; upravljanju z registri ob klicih

• Dogovor koliko/katere/kakšne in v katerem vrstnem redu prenašamo argumente po registrih (hitrost), ostalo preko sklada (več prostora)
• Shranjevanje registrov s strani klicočega procesa (zavarovanje) / klicanega procesa (shranjuje le uporabljene registre)

Prevajalnik optimizira uporabo registrov na podlagi analize delovanja funkcij (npr. ne shranjuje registrov, novo neuporabne registre prepiše)
Razlogi, da vseeno uporabimo pomnilnik:

• pošiljanje vrednosti preko reference (kazalca na pomnilniški naslov)
• seznami, ki potrebujejo aritmetiko kazalcev za upravljanje z vrednostmi
• premalo prostora za vse vrednosti
• prevelika vrednost za en register (čeprav prevajalnik lahko razporedi vrednost po delih preko več registrov)

Arhitekture z različnimi standardi strukture okvirja sklada $\to$ abstrakcija za implementacijo posamezne arhitekture

Gnezdene funkcije

Notranja funkcija lahko dostopa do parametrov zunanjih funkcij / dosegov:

• statična povezava: kazalec na sklad zunanje funkcije
• display: globalni seznam kazalcev na klicne zapise funkcij po globinah
• lambda lifting: potrebne spremenljivke zunanjega dosega prevajalnik poda kot dodatne argumente

Primer

fun f1 (p1: )
 var v1
 fun f2 (p2: )
   var v2
   fun f3 (p3: )
     var v3
 fun f2' (p2': )
   var v2'

Ko f2 kliče f3 pusti na skladu argument in statično povezavo, ki kaže na vrh klicnega zapisa f2
(preko katerega f3 lahko pride do v2, p2 ali do statične povezave do f1, preko katere pride do p1)

Funkcije višjega reda

Funkcije višjega reda: podpora gnezdenih funkcij in funkcijskih spremenljivk $\to$ vrednosti lokalnih spremenljivk (klicni zapis notranje funkcije) je potrebno tudi po izhodu obdržati $\to$ shranjevanje na skladu

Primer

Gnezdene funkcije in funkcijske spremenljivke:

fun f(x) =
 let fun g(y) = x+y
 in g
 end

val h = f(3)
val g = h(5)

Viseči kazalec:

int* f (int x) { return &x; }