lua源码分析之局部函数的定义

第1章续(11-3)

第二节局部函数的声明

前面研究了局部变量的定义，下面就研究下，lua中局部函数定义的方法。

其中局部函数定义的语法是：

local function FuncName (parlist) chunk END

首先，lua会检测到local function这两个关键字，知道后面是在定义局部函数，lua会跳过这两个关键字，分别用llex_next()和testnext()。testnext()和checknext()这两个函数的区别是，checknext()是期望后面是某个token，是的话就读取，如果不是的话，就会报错，而testnext()是检查后面是不是某个token，如果是就读取，不是的话也不会报错。

当跳过了local function这两个关键字。就到了局部函数函数名的地方了。这时，lua会把这个局部函数当作一个局部变量，为这个函数名字注册一个局部变量名。其中就用到了前面注册局部变量时用到的函数，newlocalvar()。这个函数在局部变量数字里增加一项，记录这个函数名。这里的记录并没有检查是否已经存在了这个局部变量。但是使用的时候，lua会从头开始遍历查找，也就是说第一次注册的这个局部变量会被使用。

如前所说，在语法解析的过程中，有一个数据结构非常重要，那就是expdesc，这个数据结构代表一个表达式。在局部函数定义的时候，会用到2个这样的数据结构，这里分别称为v和b。其中v代表这个函数，b代表body，也就是函数体。当解析到这里的时候，会初始化v，将其类型赋值为VLOCAL，v->k = VLOCAL，并在里面记录当前空闲寄存器的位置，v->u.s.info = fs->freereg。

接下来就是将空闲寄存器指针加一，将局部变量的个数加一。

于是，就进入解析函数体的部分了，body()。

首先，新建了一个FuncState数据结构，通过open_func()函数，这个数据结构就是我们一直看到的ls->fs这个fs。这个数据结构是在语法解析时用到的，代表一个函数，它有一个函数头，叫Proto，每个函数都以一个这样的头。每个函数记录自己的中间码，它存在于这个函数头Proto里面，具体就是ls->fs->f->code[]数组里。在语法解析的过程中，整个lua程序就当作了一个函数，也就是第一个FuncState，也就是第一个ls->fs，之后，遇到的每个定义的函数，都会新建一个FuncState，并链在ls->fs上，也就是，所有的ls->fs链成一个链表。而ls->fs就是当前解析到的函数。

新建了这个函数结构FuncState后，便将其及其常量数组压入栈中。

之后便是解析参数列表和函数体了。现在先不管这些，因为先从整体对解析函数有个了解。假设我们的函数是这个样子：

local function FuncName () END；

也就是说，没有参数表，也没有函数体的一个最简单的函数。

当lua解析这个函数的时候，如前所说，FuncName会被注册进局部变量表中，并且会新建一个FuncState数据结构，将其链在ls->fs上，并当作当前函数。

当lua检测到函数定义的语法都正确，也就是参数表包含在小括号()内，函数体以END结束，通过了检测，就会执行close_func()函数。

这个函数比较有意思，它里面包含了一些比较有趣的函数。其中第一个有趣的函数叫做removevar()，看字面意思是去除变量。是什么意思呢？是这么个意思：函数定义结束后，函数内部的变量是外部不看见的，所以，要从可见的地方去掉。这个函数就是处理这个情况的。它的做法很简单，就是把每个这个函数内的局部变量的endpc标记为当前pc。也就是说，到当前位置，当前代码以后，局部变量是不可见的。这里的可见度，作用域是与指令联系起来的，也就是说，从某条指令开始，局部变量可见，到某条指令结束，局部变量不可见。于是，便从当前可见域里remove了那个函数的局部变量。

然后会通过luaK_ret()函数，生成一条OP_RETURN指令。

最后，将这个函数从ls中踢掉，也就是ls->fs = fs->prev。到这里，这个函数算解析完了，但是，这个函数生成的指令码是在这个函数结构fs里面，现在踢掉了，当要调用的时候该怎么调用呢？

这是最后一个疑问，不过，body并没有结束，还有最后一个函数pushclosure()。看了这个函数，我们就会发现，其实，lua并没有把这个函数踢掉，而是把它保存在他的父函数里面。这里是这么回事：每个函数里面都可以定义函数，这个函数名首先会作为局部变量名保存在父函数的局部变量表里，当作其父函数的一个局部变量。然后，这个函数的结构FuncState会被保存在其父函数的内部函数数组里，也就是每个函数结构的头结构里面，fs->f，都会有一个函数头数组，fs->f->p[]，其中包含着在这个函数内部定义的函数。

pushclosure()首先就会做这件事，也就是将函数结构保存在其父函数结构的fs->f->p[]里面。

然后，就会生成一条指令，OP_CLOSURE，说明这里定义了一个函数。这条指令是做什么的呢？

别忘了刚开始我们说的，一个局部函数定义，和局部变量定义是同样的，在栈里会保留一个空槽（寄存器），但是，那个寄存器里到底存的是什么呢？这个就要留在运行时回答了。当lua虚拟机运行到OP_CLOSURE的时候，就会新建一个Closure，并用这个Closure初始化那个预留的寄存器，也就是那个局部函数。

而刚开始的那两个expdesc数据结构，其中之一b，也就是那个代表body的，就是用来储存这个OP_CLOSURE指令了。而那个v，其v->u.s.info存的是这个局部函数所存在的寄存器位置。这里，已经生成了一个OP_CLOSURE指令，但是，这条指令所执行时，生成的Closure存在栈的哪里呢？也就是，应该放在那个局部函数所对应的那个寄存器里。下面就是要完成这个操作的函数：luaK_storevar()。就把当初保存在e里面的寄存器位置保存在了那条指令OP_CLOSURE里面了。

这就是新建了一个局部函数，其实和局部变量差不多。写到现在，发现文章的架构太乱了，算是草稿吧，以后再改。