lua源码注释1【转】

最近读了点lua的源码，打算记录下来，将来也知道自己这一段干了啥。             
其实我以前也试图读过lua源码，不过一直没有找对下手方向，比如我一直试图从main下手，这个是错误的，还没有进行正题，就被一大堆初始化给搞晕了，加之决心不大，就这样一直拖着没有看。             
不过最近因为工作的原因，熟悉了lua的c api，发现从c api入手是个不错的方法。但是首先，还是要熟悉下Lua里面的基础数据结构：             

/*** Tagged Values*/#define TValuefields    Value value; int tttypedef struct lua_TValue {  TValuefields;} TValue;

lua里面所有的值都是存放在TValue里的，TValue是所谓的tagged values。tt域表示的是值的类型（lua的8种基本类型）,value域是表示具体的值，这个是一个union,             

/*** Union of all Lua values*/typedef union {  GCObject *gc;  void *p;  lua_Number n;  int b;} Value;

关于这两个结构，可以浏览下lobject.h，里面有详细的说明和lua里面的用法，通过宏来操作。             

lstate.h里有global_State，这个是整个运行环境中只有一份的。lua_State，表示每个thread（这是一个coroutine，并非posix意义上的thread)的state。还有GCObject,lua有gc机制，GCObject包括了table, userdata(重型）,string, function和thread。             

/*** Union of all collectable objects*/union GCObject {  GCheader gch;  union TString ts;  union Udata u;  union Closure cl;  struct Table h;  struct Proto p;  struct UpVal uv;  struct lua_State th;  /* thread */};

接下来就从lapi.c这个文件起。             

static TValue *index2adr (lua_State *L, int idx) {  if (idx > 0) {    TValue *o = L->base + (idx - 1);    api_check(L, idx <= L->ci->top - L->base);    if (o >= L->top) return cast(TValue *, luaO_nilobject);    else return o;  }  else if (idx > LUA_REGISTRYINDEX) {    api_check(L, idx != 0 && -idx <= L->top - L->base);    return L->top + idx;  }  else switch (idx) {  /* pseudo-indices */    case LUA_REGISTRYINDEX: return registry(L);    case LUA_ENVIRONINDEX: {      Closure *func = curr_func(L);      sethvalue(L, &L->env, func->c.env);      return &L->env;    }    case LUA_GLOBALSINDEX: return gt(L);    default: {      Closure *func = curr_func(L);      idx = LUA_GLOBALSINDEX - idx;      return (idx <= func->c.nupvalues)                ? &func->c.upvalue[idx-1]                : cast(TValue *, luaO_nilobject);    }  }}

lua和c交互方式比较特别，是通过一个虚拟栈来交互的，通过阅读lapi.c，可以了解下这个虚拟栈的运作，为更深入的理解lua source打基础，这个index2adr的函数，是基础中的基础，它定义了栈的标识(即index）是如何转化为实际的地址的。             
如果idx > 0，那么从栈底开始向上算，如果idx <= 0还大于LUA_REGISTRYINDEX(-10000)，那么从栈顶开始向下数，栈上每个元素都是一个指向TValue的指针。             
同时，这个函数还可以处理pseudo-indices，这是一类特殊的index，这个index不表示栈上的值，而表示lua registry，这个是一个全局的表，只对程序员可见，lua脚本没有办法使用。LUA_ENVIRONINDEX和GLOBALSINDEX来取运行时环境表和全局表，最后还有一招，似乎很少有人使用，就是可以取当前函数的upvalue，第n个upvalue就是用LUA_GLOBALSINDEX - n。             
另外，这里最最重要的一点是，按照文档，传入-1表示的是栈顶元素，也就是说L->top-1是栈顶元素，L->top表示栈上下一个待使用空间。             

接下来一段都比较好懂，直到             

LUA_API int lua_checkstack (lua_State *L, int size) {  int res;  lua_lock(L);  if ((L->top - L->base + size) > LUAI_MAXCSTACK)    res = 0;  /* stack overflow */  else {    luaD_checkstack(L, size);    if (L->ci->top < L->top + size)      L->ci->top = L->top + size;    res = 1;  }  lua_unlock(L);  return res;}

这里出现了个L->ci->top，ci是个CallInfo结构，看source code上的注释是表示当前的运行的函数的信息。L->ci->top和L->top的关系是什么，我现在还没有把源码看完，不敢下定论，我的感觉是L->ci->top表示了当前函数最多需要使用的栈空间，我就用到L->ci->top，不需要更多了。             

接下来的函数又比较简单，顺着读就可以了。不要受诱惑，一层一层代码看下去，人脑不是电脑，管理不了那么多层递归。我觉得这些函数中值得一提的是             

LUA_API void lua_insert (lua_State *L, int idx) {  StkId p;  StkId q;  lua_lock(L);  p = index2adr(L, idx);  api_checkvalidindex(L, p);  for (q = L->top; q>p; q--) setobjs2s(L, q, q-1);  setobjs2s(L, p, L->top);  lua_unlock(L);}

这个函数名为insert，实际上栈上并没有增加新的元素，不过是将栈顶的值交换到idx位置，而在L->top上那个元素处于无人管理的状态，等待gc回收。             

在lua_call函数之前有一个宏             

#define checkresults(L,na,nr) \     api_check(L, (nr) == LUA_MULTRET || (L->ci->top - L->top >= (nr) - (na)))

佐证了我之前的想法，栈上预留的空间，要大于返回值的个数减掉参数的个数。