طراحی و پیاده سازی زبانها

صفحه 1:
طراحی و پیاده سازی زبانها ‎a‏ کنترل زیربرنامه Narges S. Bathaeian 

صفحه 2:
شکل کلی حافظه بعد از 020 پرنامه وک ‎fe AD‏ مج موم تیصو مد Narges S. Bathaeian 

صفحه 3:
متغیی‌های 9100۱ بارامترهاى تابع »ا اد رکشت متخيررهاى محلى تابع > متغیس‌های موقت تابع 2 متخي ررهاى محلى تابع لا ‎cla ae‏ موقت تابع لا “tivation record X gb Activation record y gb Activation recor Narges S. Bathaeian 

صفحه 4:
activation record Remember that data storage for subprograms is in activation record. Activation record for P ۷ integer; X is of type integer. L-value of X is some speci activation record. Goal is to look at locating activation record for P. L*value for x Given an expression: X= Y+Z 1. Locate activation record containing Y. 2. Get L-value of Y from fixed location in activation record. 3. Repeat process for Z amd then X. 

صفحه 5:
انواع محیطهای اجرا simple call- :fully static) v4! sults ۴ return FORTRAN77 ® (stack based) axe, » ‏مبتنى‎ * C, PASCAL ® dully dynamic) ty sus * LISP = Narges S. Bathaeian 

صفحه 6:
Fully static * قبل از اجرای برنامه, یک ۲6۵۵۲0 ۸1۷31100 برای هر تابع , در نظر گرفته می شود. * همه متغیرها (۱06۱ ,9100۱ از یک آدرس ثابت قابل ۴ پارامترهای توابع تنها اشاره گر به مکانهایی از تابع صدا زننده هستند. * توابع بازگشتی نمی توانیم داشته باشیم. * پوینتر نمی توانیم داشته باشیم. Narges S. Bathaeian 

صفحه 7:
شکل کلی حافظه در محیط کاملا ایستا(الگوی اول) 

صفحه 8:
شکل ‎IS‏ حافظه در محيط كاملا ایستا(الگوی دوم) آدرس دستور كد تابع 2 بارامترها و متغيرهاى محلى 

صفحه 9:
PROGROO TEST 000۵000 00۵۵ 10۲۵۵66 00۵۵ ‏مثال از تكد ناكاضة‎ ROG, THOLEWO), TEOP 7D OOXO1LE = 40 ROPO *, THOLO(), THOLB(C), THOLO! BO RT RA N OGM GOEDDESO(TOGLE,S, TEDE) PROT *, PEO 900 GDGBROOMY AOGDOGGO(G, OAL, ADOHO) 0۵0۵000 00۵۵ 102۵۵66 ‏,م00۵۵‎ CILE ROP OIL), ADEHO, TEOP WTOGER K ۵۵ = 0.0 1 (( O1LG.OP.OOXG1LE).OR.(G1LCL1.4)) GOTO 88 09 ۵ 20, O1LB 2۵۵6 - ۵۵6+ ۵0000 10990۵۵6۵ 29 AODEGO = GART(TEOP/OTLO) ROTORO 900 Narges S. Bathaeian 

صفحه 10:
مثال از یک برنامه ‎FORTRAN‏ Ror’, —" Return addr. (I > MAXSIZE 200 * || TABLE(1) COGROOMD AOGODGGO(®, OLE, DCG) 3 00 Tn ‏ی‎ O16 % | [TABLE(20) ROP OO1LE), BOEHO, ۵۵ ® | | TEMP 10۳۳۵0۵6 a 3 — POOP = 0.0 > AP (( C1LE.CT.OGXGILE).OR.(GITELP.) ‏مزاخ‎ ‏هی‎ 2 00 40 120, 08 2 ۵06 - 6۵۵+ ۵00*00 & | |QMEAN 6 @ | [RETURN ‏موه‎ AOCGO = CART(TEOPIOTLO) 2 | | 6085 ROTORO = 000 8 | ۴ ۱۱۵۲96۶ ٩ 0 K 

صفحه 11:
Stack based ۲660۲۵ ‏با فراخوانی تابع‎ ۴ مربوط به آن در 0۱151 , 531 می شود و هنگام بازگشت به تابع صدازننده, از 5101 0 , می شود. دو نوع ۰ 2 * بدون ۵۲۵660۲6 10681 : مانند زبان ) Pascal jl; ast :local procedure t * Dynamic Scope ® Narges S. Bathaeian 

صفحه 12:
Activation record structure Subprogram cade System data, including |S segnents and aysten Stabe state chain paint code segments 0 Retun point location ۳ ‘station record storage stack ‏مام‎ ‎Foxmal parameters ۱ 070) ‏هوم ات‎ ۳ Steck Local variables ‏اليد‎ ‘ree space lavalabie fer use) End of lack block Tenporaries for expraselon evaluation Tenrares ( garentervananeson heap gout (atecnen nw) heap heap baton ۳ را ۱ 

صفحه 13:
مثال از یکل برنامه 15 « 6 CEP موم y: 10 Act. rec yismain 15 ۷ 0 ER IP u:10 ۷ 5 ‏مع‎ IP u:5 v:0 EP: IP <stdio.k> { P (V==O) retusa ‏إن‎ ober retro yod(y , u % v); } 0 { woe (“Yd%od’, Box, ‏:وق‎ ‎pric (“Yod\e” ard); :0 او } Control link = EP: Environment Poihtel 

صفحه 14:
nment Pointer) = FP ۰۶ activation yell »o «55.24 (frame pointer) ‏جارعدر آرلست‎ 0 ‎pointer "‏ 5۵1 : 50: رجیستری‌که در لرآدیس‌سر 5121 در آن لست ‏* ۶۳: آدیس۲660۲0 2011۷110۳0 قبلیا دارد. ‏* آدرس متغیرهای ‎PUSN‏ شده می تواند با توجه به )و اندازه بایت لازم ‏* متغیرهای محلی تابع و موقت بعد از 300۳655 ‎push ab jo return‏ می شوند. ‎DCP (Dynamic 6۵1۳ ‏ها تشکیلی کزنجیره بنام‎ CEP ® aay.» Pointer) ‎Narges S. Bathaeian 

صفحه 15:
هنگام فراخوانی یک ‎(PFOIOQUE) wl‏ 4 * آرگومانها محاسبه شده و در 50لا , 51961 می شوند. " مقدار ‎Stack , push js CEP‏ 42 شود.(۴۳) ‎ge Ge SP yly CEP wom joie *‏ شود. ‏۴ آدرس بازگشت (۳) در 0۱151 , 5121 می شود. (۱۳) ‎uF clos! a JUMP S "‏ تابع فراخوانی شده انجام می شود. ‎Narges S. Bathaeian 

صفحه 16:
هنكام بازكشت از یک ‎(Epilogue) at‏ ۳۹ * مقدار ‎CEP‏ در 50 ریخته می شود. * مقدار ۶ به داخل 0 س)ريخته می شود. ۴ یک پرش با توجه به آدرس موجود در 200۳655 ۲6۲۱۲۳۲ به كد انجام مى شود. * آرگومانها از 000 , 5121 می شوند تا مقدار 50 تصحیح شود. Narges S. Bathaeian 

صفحه 17:
مثال از یک برنامه ‎C‏ xo y: 10 phe {Fed , w % v); Act. rec yismain |CEP= xxoc returct}} } Sp = XX04 0 1 ‏عمق ,700707 )مسد‎ , &y ); pri (“Yorn ‏:((موج الح‎ pc = XOXO ‏مسر‎ ©: } Narges S. Bathaeian 

صفحه 18:
مثال از یکل برنامه 15 « 6 - 8 —sp=XX11 y: 10 Act. rec yismain +15. v :10 XX00 XOXO Ey بعد سسا :(ند قلا د , بلحي 1 ) وطاع صموور اسب { ‏يا‎ 8x , &y ); prio (“%d\a” xed(x)); vets O; } Narges S. Bathaeian 

صفحه 19:
مثال از یکل برنامه 15 « 6 - 8 —sp=XX0OF y: 10 Act. rec yismain +15. v :10 XX00 XOXO Es بعد ‎P (=O)‏ :(ند قلا د , بلحي 1{ وطاع 5 صموور ‎pc = XOXD‏ 1 اسب { ‏يا‎ 8x , &y ); prio (“%d\a” xed(x)); vets O; } Narges S. Bathaeian 

صفحه 20:
مثال از یکل برنامه 15 « 6 ۴ y: 10 Act. rec yismain Narges S. Bathaeian عمد ‎P (=O)‏ :(ند قلا د , بلحي 1{ ‎ebe‏ ‏صموور اسب { ‏يا‎ 8x , &y ); prio (“%d\a” xed(x)); vets O; } 

صفحه 21:
محاسبه 01۴561 متغیرها در زمان کامپایل * آدرس ۶۳ در هر ۲۵6۵۲۵ 2011۷۵110۳0 مبنا در نظر گرفته می شود. * آدرس متغیر هایی که در بالای ۶۳ هستند (پارامترهای تابع) با مقدار مثبت و بقیه با مقدار منفی نمایش داده می شوند. Narges S. Bathaeian 

صفحه 22:
مثال 3 >. Int : 2 byte Float : 4 byte Address : 4 byte Char : 1 byte Double : 8 byte av +4 ~— | cEP "ur +6 =t: -6 Narges S. Bathaeian x: 15 m u:15 ۷ 0 XX00 XOXO 0 لا ۷9 ‎XX0B‏ ‎X0XD‏ ts. 

صفحه 23:
6 هایت ودر تو * در هر حوزه (80006) به اسامی تعریف شده در آن حوزه میتوا دسترسی داشت. پس: " هر ‎ule procedure « procedure‏ فرزند و برادر خود دسترسی دارد و می تواند آنها را فراخوانی کند. * حوزه متفیرهای تعریف شده در یک حوزه, آن حوزه و حوزه های فرزند آن حوزه است. * پیاده سازی: ‎Act. 91: Access link L, SCP (static chain pointer) =‏ پدر (دسترسیبه ۳06601۲6 پدر) * فراخوانی شده از پدر * فراخوانی شده از برادر ‎Narges S. Bathaeian‏ 

صفحه 24:
منال ۱ از یک برنامه زا سب سسب جام ی 9] ‎Pascal‏ ۳ y: 10 Act. rec gismain 7 تست ‎(est)‏ :ل لس اجازه دسترسيها د ‎ie‏ ‏7 مپسا زمان كاميايل نكهدارى .مى شود ‎ead;‏ ‏بح ‏8 © : ‎Oud;‏ Narges S. Bathaeian 

صفحه 25:
‎flee‏ ۱ از یک برنامه سا يدا ‎J‏ )2 ~ بر 9 ‎Pascal‏ 1 ‎bead xs:‏ ‎y: 10‏ 3 ‎main i‏ تايع ‎Act. rec‏ ‎No SCP‏ 3 = ‎ae . |DCP‏ ‎begs ۳‏ 3-3 و6 ۰ ‎Oud;‏ ‎Narges S. Bathaeian ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 

صفحه 26:
منال ۱ از یک برنامه ‎Pascal‏ ‎xt‏ y: 10 Act.recgumain ‏نما‎ ny No SCP DCP 59 SCP ‏لب‎ ‎DcP Act. Rec gAct. Rec فراخوانى از طرفل يد مقدار 628 در 06 قرار داده مي شو Narges S. ‏هه‎ 

صفحه 27:
منال ۱ از یک برنامه ‎prow test;‏ ‎—Pascal‏ 24 تسس y: 10 [Act.rec.ismain 3 ss No SCP ;| DCP 2 ct. Rec p SCP ‏لم‎ ‎DCP —| 59 م50 ‎DCP‏ فراخوانى از طرف بيلد مقدار 508 برادر در 56۶ قرار هی و2مو ]دز .5 ‎Narges‏ Act. REC r Act. Rec 

صفحه 28:
منال ۲ از یک برنامه ‎proce bn‏ ‎px Pascal‏ ف y: 10 [Act.rec.ismain No SCP DCP ct. Rec p SCP a ۷ pcp م50 لد ‎DCP‏ ‏زنجیره 50 Act. REC r Act. Rec Narges S. Bathaeian 

صفحه 29:
۶ ۹ Whe ideo! Put the stoic ‏اهنا‎ ia a sepordie stack cited ‏ولو و‎ MRe eotries ia the disphoy ure porters to the rt_revs thot have the voriubles iu the Represed rePereuces us (display_oP Peet, bovol_vP Poet) where disphoy_oPP set is the sueve us choia_pPPset Narges S. Bathaeian 

صفحه 30:
۶ ۹ (Por ‏:جا خام ار ۱ دص و امه وه‎ * Gwe, io the vew @ot_rev, ou vopy oP the displ poitter ut posiiza kK * ut the tok to the @ot_rec Por P ot positive k io the display Narges S. Bathaeian 

صفحه 31:
Oispys (Cxcople) program MAIN 3; procedure BIGSUB; procedure SUB1; end; { SUB1 } procedure SUB2; procedure SUB3; end; { SUB3 } end; { SUB2 } end; { BIGSUB } end. { MAIN 3 } Narges S. Bathaeian 

صفحه 32:
Oppky اس Ore ٩: 582 ‏امس‎ 1 OePore te oul, we bayet @.R. Por SUB2 AR. Por MAIN. 3 اس Pier ther val, wee bene OAR. Por SUBL AR. Por SUB2 .R. Por BIGSUB @.AR. Por MAIN 3 Orch Narges S. Bathaeian program MAIN 3; procedure BIGSUB; procedure SUB1; end; { SUB1 } procedure SUB2; procedure SUB3; end; { SUB3 } end; { SUB2 } end; { BIGSUB } end. { MAIN 3 } 

صفحه 33:
e200 جات ات0 3 سای ‎٩82‏ :0 ع0 تسوا مت ری سا ات0 OR Por GOME 0008 0۸:۳۷ 0۵ اس Pier the cal, wer bene: OR. Por ۵9 OR. Por CHOE OR. Por O1HOOO, OR. Por ۵ ‏اس‎ Narges S. Bathaeian Oispaps xavpte) program MAIN 3; procedure BIGSUB; procedure SUB1; end; { SUB1 } procedure SUB2; procedure SUB3; end; { SUB3 } end; { SUB2 } end; { BIGSUB } end. { MAIN 3 } 

صفحه 34:
9 © qa o Ouse 9: SUB3 vay SUB1 (DePore thee vel weer beet OR. Por GOOD OR. Por ©OOE OR. Por O1WOOO OR. Por OOT_D One [BP ether ‏ویب‎ ‎OR. Bar ۸ OR. Por GOOD OR. Por ۵ OR. Por ۵۵۵۸۵ 00۵ 00۱۰ اس Narges S. Bathaeian Oisplays xavpt) program MAIN 3; procedure BIGSUB; procedure SUB1; end; { SUB1 } procedure SUB2; procedure SUB3; end; { SUB3 } end; { SUB2 } end; { BIGSUB } end. { MAIN 3 } 

صفحه 35:
Dynamic scope rule = refers to most recent activation record (DCP) = Not fully stack based = Stack: function calls = Eamples = Lisp Narges S. Bathaeian 

صفحه 36:
Static vs. Dynamic Scope outer 6۲ block (3) function g(z\{ return x+z; } function f(y) 02) Ea Which x is used for expression ? static scope 1 lynamic scope ski OO 

صفحه 37:
۳۹ Retention vs. Deletion = Retention = Deletion = Fortran = Local variables in = Static and global C, Pascal variables in C Narges S. Bathaeian 

صفحه 38:
Parameter passing eter: A variable in a procedure that represents some data from the procedure that invoked the given = Parameter transmission: How that information is passed to the procedure. The parameter is also called the formal argument.The data from the invoking procedure is called the actual argument or sometimes just the argument. Usual syntax: Actual arguments: call P(A, B+2, 27+3) Parameters: Procedure P(X, Y, Z) What is connection between the parameters and the arguments? Call by name Call by reference Call by value Call by result (or value-res@at) 

صفحه 39:
Language dependent ۷ ‏جص‎ languages have different mechanisms: - ALGOL - name, value - Pascal - value, reference * C - value (BUT pointers give us reference Constant tension between desire for efficiency and semantic correctness in defining parameter transmission. 

صفحه 40:
Call by name = Substitute argument for parameter at each rrence of parameter: 5 27+3( 9. Definition: procedure P(X,Y,Z) {int I; I=7; X = I + (7/Y)*Z;} . Meaning: P(X,Y,Z) {int I; I=7; A=I+(7/(B+2) )*(27+3) ;} = This is a true macro expansion. Simple semantics, BUT: 1. Implementation. How to do it? 2. Aliases. What if statement of P were: I = A? 3. Expressions versus statements: If we had D=P(1,2,3) and a return(42) in P, what does semantics mean? 4. Error conditions: P(A+B, B+2, 27+3) 40 

صفحه 41:
A thunk is the code which computes the L-value and R- je of an argument. ach argument, pass code address that computes both 27+3) generates: subroutine P of thunk to return L-value(A) of thunk to return R-value(A) of thunk to return L-value(B+2) of thunk to return R-value(B+2) of thunk to return L-value(27+3) of thunk to return R-value(27+3) to X, call thunk 1, To access X, call thunk 2 to Y, call thunk 3, To access Y, call thunk 4 to Z, call thunk 5, To access Z, call thunk 6 name P(A, B+2, jump to address address address address address address To assign To assign To assign Issue: Assignment to (B+2): How? = Call by name is conceptually convenient, but inefficient. 41 

صفحه 42:
Examples of Call by Name ) {x = x + xj} Seems simple enough Y=2; P(Y); ite(Y) = means Y = Y+Y write(Y) = prints 4 2. int A[10]; for(I=0; I<10; I++) {A[I]=I;}; I=1; P(A[I]) = A[1] = A[1] + A[1] = A[1] set to 2 3. But: F {I = I + 1; return I;} What is: P(A[F])? P(A[F]) = ALF] = A[F]+A[F] => A[I++] = A[I++]+A[I++] = A[2] = A[3]+A[4] 4. Write a program to exchange values of X and Y: (swap(X,Y)) Usual way: swap(x,y) {t=x; x=y; y=t;} Cannot do it with call by name. Cannot handle both of following: swap(I, A[I]) swap(A[I],1) One of these must fail. 42 

صفحه 43:
Call by reference = Pass the L-value of the argument for parameter. py inx ‘Act Res. for P Act rec. for @ int = Implementation: 0 ۲ | ‏لجز ر‎ "۲67001 = B+2 7] ~] Temp2 = 27+3 call Ux) jump to subroutin L-value of A L-value 1 L-value of Temp2 = This is the most common parameter transmission mechanism. In the procedure activation record, parameter X is a local variable whose R-value is the L-value of the aggument. 

صفحه 44:
Gall by value s the R-value of the argument for the meter. cation: P(A, ۲۳ Act 9۵ 0۴ Act reo. for ity, 7-7 20 = Implementation: Templ = B+2 Temp2 = 27+3 jump to subroutine P R-value of A R-value of Temp1 R-value of Temp2 = In procedure activation record, parameter X is a local variable whose R-value is the R-value of the argument. 44 8 از 01 | 

صفحه 45:
Call by reference in C " ©) only has call by value, =" BUT pointer variables allow for simulating call by reference: P(i, j) = passes i and j by value. P(&i, &j) => passes L-values of i and I P(*x, *y) {*x = *y + 1;} => arguments are addresses (pointers) 45 

صفحه 46:
Call by result (or lue-result) « )211 ۵۷ value, AND pass back the final value to argument upon return. = Parameter is a local value in procedure. "Similar to call by reference, except for aliasanghcian 

صفحه 47:
۳۹ Pass by value " مقدار یک پارامتر قبل از ‎void inc2(int x)‏ فراخوانی تابع محاسبه شده و ‎ou‏ 44%{ نتیجه فرستاده می شود. } ‎++x;‏ s تغییر پارامتر در تابع فراخوانی شده, تأثیری در تابع فراخوانی کننده ندارد. مگر اينکه اشاره كر به متغير فرستاده شده 3 ‎++(*x);‏ { باشد. } ;)4(4%+ C, Pascal, ADA ® void inc2(int * Narges S. Bathaeian 

صفحه 48:
۳۹ Pass by reference * مقدار آدرس پارامتر فرستاده ‎void inc2(int &x)‏ مى شود. رب ۲ * عنوان پارامتر در تابع فراخوانی } ‎++x;‏ ‏شده, مجازی است. * :6 در تابع فراخوانی شده, * ۴0۳۲3077 آدرس پارامتر که بطور تسبی فرستاده شده باید ۴۵56۵۱ : ۲ ۴ پا توجه به 962۳ دوباره محاسبه شود. Narges S. Bathaeian 

صفحه 49:
۳۹ Pass by value-result * مقدار یک پارامتر قبل از ‎void p(int x, int y)‏ فراخوانی تابع محاسبه شده و ‎+4x;‏ { نتيجه فرستاده می شود. سپس } ‎++y;‏ ‏مقدار پارامتر پس از تغییر در ۱ تابع فراخوانی شده, دوباره در ‎main()‏ ‏مکان اول خود کپی می شود. ‎int a=1;‏ { ‎p(a,a); ADA : in out ۴‏ * پیاده سازی؟ ‎printf(“%d”, a);‏ return 0; ۷ Narges S. Bathaeian 

صفحه 50:
Pass by name * مقدار یک پارامتر قبل از فراخوانی تابع ‎te‏ 9 و ۲ ۱۳۲ محا 7 5 اخوان , void p(int x) Serre 29 Sa Ae ۳ شده محاسبه مى شود. 4 " هر بارامتر, خود يك ‎+4x; } procedure‏ است. main() Algol60 ۰ { i=a[{1]=a[2]=1; sue ‏نا‎ ‎۳ Si printf(“%d %d”, a[1],a[2]) ‏پیاده سازی مشکل‎ return 0; Lazy evaluating * 1 Narges S. Bathaeian 

صفحه 51:
Block " برخى زبانها مانند © بلوك بندى مى شوند. ۴ 56006 متغیرهایت عریفشده در ی کب اوکآنبلوکو بلوکهایف رزند آنبلوک لست ‎main()‏ { int i,j; 1 . /Jundefined variable k Narges S. Bathaeian 

صفحه 52:
پیاده سازی بلوک 4 ۴ با وارد شدن به یک بلوک متغیرها در 0۱05/0 ‎co SACK,‏ شوند. * با خارج شدن از یک بلوک متغیرها از 000 ,510 می شوند. * در محاسبه 07۲561 متغیرها در زمان کامپایل باید دقت شود. بلوکهای برادر از ‎Offset‏ یکسانی شروع می شوند. Narges S. Bathaeian 

صفحه 53:
Fully Dynamic * در ۷00۱132 می توان یک ‎procedure‏ را به عنوان آرگومان برگشتی 0۲0۵660۱1۲6 دیگر داشت. * کاملا در 1680] پیاده سازی می شود. * مثال صوری: ‎typedef int (*proc)(void);‏ ‎proc g(int x)‏ ‎int f(void) {return x; }‏ { ‎return f;‏ main() { proc c; c= (2); printf(“%d”,c()); return 0; 1 Narges S. Bathaeian 

صفحه 54:
* در خواست تخصیص حافظه توسط برنامه ‎new‏ ۵۱06 " " بيدا كردن فضاى مناسب خالی در حافظه = در خواست آزادسازى حافظه توسط برنامه ‎free‏ " * آزادسازی حافظه و اضافه کردن آن به لیست فضاهای خالی Narges S. Bathaeian 

صفحه 55:
Dynamic environment * برای مواقعی که طول عمر یک متغیر بیشتر از 6 مربوطه است. * بخاطر 000 شدن 0۲۵660۱۲6 با 51001 قابل پیاده سازی نیست. * مثال: ‎int *dangle(void)‏ ‎{int x;‏ ‎return &x;}‏ آدرس ‏ یک آرگومان برگشتی است. پس باید ذر قسمتی جدا از 581 تعریف شده باشد. Narges S. Bathaeian