lua源码学习篇四：字节码指令

在llimits.h文件中定义了指令的类型。其实就是32个字节。

typedef lu_int32 Instruction;

上节说到变量最终会存入proto的数组k中，返回的索引放在expdesc *var->u.s.info。那么这个索引就是用来生成中间码的指令。如下。

int e = luaK_exp2anyreg(fs, ex);//返回寄存器索引
luaK_codeABx(fs, OP_SETGLOBAL, e, var->u.s.info);//生成指令

首先讲一下lua指令的构造，如图。简单来说就是把32位字节分割一下，低位的6个字节表示的是哪一种操作指令， 即opcode; 后面的分为2个参数和三个参数的情况。参数代表的计算在寄存器中的索引，寄存器可以想象成一个数组。

例如，如果指令的三段分别代表，“add  0   1”.表示的意思是对两个数求和，两个数分别在寄存器中，索引为0 和 1 的地方。

lopcodes.h定义了相关方法。其实就是些二进制的操作，可以获取指定范围内的比特值。不熟悉的同学可以先学习C语言的二进制运算。

#define GET_OPCODE(i)    (cast(OpCode, ((i)>>POS_OP) & MASK1(SIZE_OP,0)))
#define SET_OPCODE(i,o)    ((i) = (((i)&MASK0(SIZE_OP,POS_OP)) | \
        ((cast(Instruction, o)<<POS_OP)&MASK1(SIZE_OP,POS_OP))))

lopcodes.c中定义了相关参数的比特长度：

enum OpMode {iABC, iABx, iAsBx};  /* basic instruction format */
/*
** size and position of opcode arguments.
*/
#define SIZE_C        9
#define SIZE_B        9
#define SIZE_Bx        (SIZE_C + SIZE_B)
#define SIZE_A        8
#define SIZE_OP        6
#define POS_OP        0
#define POS_A        (POS_OP + SIZE_OP)
#define POS_C        (POS_A + SIZE_A)
#define POS_B        (POS_C + SIZE_C)
#define POS_Bx        POS_C

生成指令时，主要依据以下的格式:

#define opmode(t,a,b,c,m) (((t)<<7) | ((a)<<6) | ((b)<<4) | ((c)<<2) | (m))
 
const lu_byte luaP_opmodes[NUM_OPCODES] = {
/*       T  A    B       C     mode           opcode    */
  opmode(, , OpArgR, OpArgN, iABC)         /* OP_MOVE */
 ,opmode(, , OpArgK, OpArgN, iABx)        /* OP_LOADK */
 ,opmode(, , OpArgU, OpArgU, iABC)        /* OP_LOADBOOL */
 ,opmode(, , OpArgR, OpArgN, iABC)        /* OP_LOADNIL */
 ,opmode(, , OpArgU, OpArgN, iABC)        /* OP_GETUPVAL */
 ,opmode(, , OpArgK, OpArgN, iABx)        /* OP_GETGLOBAL */
 ,opmode(, , OpArgR, OpArgK, iABC)        /* OP_GETTABLE */
 ,opmode(, , OpArgK, OpArgN, iABx)        /* OP_SETGLOBAL */
......
}

#define getOpMode(m) (cast(enum OpMode, luaP_opmodes[m] & 3))
#define getBMode(m) (cast(enum OpArgMask, (luaP_opmodes[m] >> 4) & 3))
#define getCMode(m) (cast(enum OpArgMask, (luaP_opmodes[m] >> 2) & 3))
#define testAMode(m) (luaP_opmodes[m] & (1 << 6))
#define testTMode(m) (luaP_opmodes[m] & (1 << 7))

生成指令后，那么寄存器的地址和函数类型proto是如何对应的呢，如下图

至此，生成中间码指令的过程就分析完了。下一步重点关注lua本身的数据结构。

done。