lua的变量查找及全局变量

当执行print("Hello World!")时,明显这是需要有执行一个特定的向标准输出打印字符串的功能,所以这里首先涉及到的是一个函数查找的问题,也就是如何把字符串和对应的功能联系起来。在最为常见的C语言中,这个查找是由链接器完成的:它从所有的obj文件中查找这个函数的定义,然后把这个地方转换成对应位置的CPU call指令。对应地,对于lua,同样需要有方法将这个字符串和真正的函数调用联系起来。那么最后的问题就是:当lua遇到一个变量时,它会如何查找这个变量?

二、查找的实现

1、查找的实现代码

这个代码实现也比较直观:首先是在函数级别的Local中查找,如果查找则认为是VLOCAL类型,否则查找当前函数已经存在的upvalue,最后默认认为是在全局变量表中。这个“全局”就是很高级别了,相当于整个lua虚拟机共享,也就是全局变量了。

这些变量确定类型的原因在于它们会影响指令的生成,而不同指令会指明变量从哪里查找。

lua-5.3.4\src\lparser.c

/*

Find variable with given name 'n'. If it is an upvalue, add this

upvalue into all intermediate functions.

*/

static void singlevaraux (FuncState *fs, TString *n, expdesc *var, int base) {

if (fs == NULL) /* no more levels? */

init_exp(var, VVOID, 0); /* default is global */

else {

int v = searchvar(fs, n); /* look up locals at current level */

if (v >= 0) { /* found? */

init_exp(var, VLOCAL, v); /* variable is local */

if (!base)

markupval(fs, v); /* local will be used as an upval */

}

else { /* not found as local at current level; try upvalues */

int idx = searchupvalue(fs, n); /* try existing upvalues */

if (idx < 0) { /* not found? */

singlevaraux(fs->prev, n, var, 0); /* try upper levels */

if (var->k == VVOID) /* not found? */

return; /* it is a global */

/* else was LOCAL or UPVAL */

idx = newupvalue(fs, n, var); /* will be a new upvalue */

}

init_exp(var, VUPVAL, idx); /* new or old upvalue */

}

}

}

2、Local变量的处理流程

以下面代码为例:

local a,b,c=1,2,3

首先执行的是函数中的do while {}(testnext(ls, ','))循环,这样相当于在函数的locvars中注册了变量,而它在其中的位置也将是一个确定的位置。

static void localstat (LexState *ls) {

/* stat -> LOCAL NAME {',' NAME} ['=' explist] */

int nvars = 0;

int nexps;

expdesc e;

do {

new_localvar(ls, str_checkname(ls));

nvars++;

} while (testnext(ls, ','));

if (testnext(ls, '='))

nexps = explist(ls, &e);

else {

e.k = VVOID;

nexps = 0;

}

adjust_assign(ls, nvars, nexps, &e);

adjustlocalvars(ls, nvars);

}

3、对于全局变量的处理

对于一个变量g,如果从local和upvalue中没有查找到,则认为是从全局env中使用变量名为字符串进行查找,并且在luaK_indexed函数中为key分配寄存器,也就是全局变量的查找同样需要使用寄存器。

static void singlevar (LexState *ls, expdesc *var) {

TString *varname = str_checkname(ls);

FuncState *fs = ls->fs;

singlevaraux(fs, varname, var, 1);

if (var->k == VVOID) { /* global name? */

expdesc key;

singlevaraux(fs, ls->envn, var, 1); /* get environment variable */

lua_assert(var->k != VVOID); /* this one must exist */

codestring(ls, &key, varname); /* key is variable name */

luaK_indexed(fs, var, &key); /* env[varname] */

}

}

三、print函数的查找

1、函数调用的解析

由于在本地没有查找到print这个符号,所以生成代码会要求从env中查找,所以只要在运行时将该字符串变量放在全局变量表中即可。

2、系统函数的注册

print由于lua内部调用函数参数都是一个状态机(这个的好处就是当调用函数指针时,这个函数指针的类型是明确的),所以是定制的luaB_print函数。

LUAMOD_API int luaopen_base (lua_State *L) {

/* open lib into global table */

lua_pushglobaltable(L);

luaL_setfuncs(L, base_funcs, 0);

/* set global _G */

lua_pushvalue(L, -1);

lua_setfield(L, -2, "_G");

/* set global _VERSION */

lua_pushliteral(L, LUA_VERSION);

lua_setfield(L, -2, "_VERSION");

return 1;

}

3、系统注册表的设置

LUA_API int lua_load (lua_State *L, lua_Reader reader, void *data,

const char *chunkname, const char *mode) {

ZIO z;

int status;

lua_lock(L);

if (!chunkname) chunkname = "?";

luaZ_init(L, &z, reader, data);

status = luaD_protectedparser(L, &z, chunkname, mode);

if (status == LUA_OK) { /* no errors? */

LClosure *f = clLvalue(L->top - 1); /* get newly created function */

if (f->nupvalues >= 1) { /* does it have an upvalue? */

/* get global table from registry */

Table *reg = hvalue(&G(L)->l_registry);

const TValue *gt = luaH_getint(reg, LUA_RIDX_GLOBALS);

/* set global table as 1st upvalue of 'f' (may be LUA_ENV) */

setobj(L, f->upvals[0]->v, gt);

luaC_upvalbarrier(L, f->upvals[0]);

}

}

lua_unlock(L);

return status;

}