LUA源码分析二:了解lua的文件结构和思考方式

版本整理日期：2011/3/27

对lmathlib.c文件中的函数进行跟调。函数是那个不重要，这里选取math_abs

/*
	lmathlib.c
	取出一个TValue，转成整型，然后fabs处理。TValue可能是字符串，也可能就是数字。
	luaL_checknumber的行为是必返回一个number值
	lua_pushnumber的行为是把结果进行压栈处理，具体怎么处理还不知道
	return 1;表示参数个数。有做过lua和c交互的就很熟悉了，表示结果的个数
	可以得到的信息是，lua通过push参数+个数来表示结果的传递
*/		
static int math_abs (lua_State *L) {
	//luaL_checknumber 见1.1
	//lua_pushnumber见1.2
  lua_pushnumber(L, fabs(luaL_checknumber(L, 1)));
  return 1;
}

 

/*
	1.1
	lauxlib.c
	调用lua_tonumber，并且对参数进行一个检测，可以看成是一个辅助性的函数
*/
LUALIB_API lua_Number luaL_checknumber (lua_State *L, int narg) {
	//lua_tonumber见1.1.1
  lua_Number d = lua_tonumber(L, narg);
  if (d == 0 && !lua_isnumber(L, narg))  /* avoid extra test when d is not 0 */
    tag_error(L, narg, LUA_TNUMBER);
  return d;
}

 

 

/*
	1.1.1
	lapi.c
	观察是怎么取出一个值的.其中index2adr,tonumber等都是很常见的函数，
	不做单独的段落分析，统一放在末尾一起分析
*/
lua_tonumber()
{
	//从栈上取出一个TValue变量
	const TValue *o = index2adr(L, idx);			
	//一个宏转换，是否是number类型
  if (tonumber(o, &n))											
  	//从TValue里取出值
    return nvalue(o);												
  else
  	//失败返回0	
    return 0;																
}

 

 

/*
	1.1.1宏整理
	都用到了以下这些宏
*/
//lobject.h
#define nvalue(o)	check_exp(ttisnumber(o), (o)->value.n)
#define ttisnumber(o)	(ttype(o) == LUA_TNUMBER)

//lvm.h
#define tonumber(o,n)	(ttype(o) == LUA_TNUMBER || \
                         (((o) = luaV_tonumber(o,n)) != NULL))

 

 

这些宏都是对TValue进行操作，来看TValue结构,可以得到的信息是

1)TValue是lua通用的描述数据元的结构体

2)里面是通过tt来区分类型

3)typedef union Value里面，根据不同类型需要存放的对应变量

 

/*
** Union of all Lua values
*/
typedef union {
	//gc先不管它
  GCObject *gc;
  //存放字符型空间
  void *p;						
  //值double型
  lua_Number n;				
  int b;
} Value;

//tt:值类型
#define TValuefields	Value value; int tt 

typedef struct lua_TValue {
  TValuefields;
} TValue;

 

 

再回头看上面的宏，要注意的是tonumber，会先判断是否是LUA_TNUMBER,然后再进行转换。

我们跟踪下luaV_tonumber

 

/*
	lvm.c
*/
const TValue *luaV_tonumber (const TValue *obj, TValue *n) {
  lua_Number num;
  //判断是否数字型
  //如果是字符型进行转换
  if (ttisnumber(obj)) return obj;					  																					
  																					
  //一个V值的转换,svalue表示取出字符串的char*空间
  if (ttisstring(obj) && luaO_str2d(svalue(obj), &num)) {			
    setnvalue(n, num);											
    return n;
  }
  else
    return NULL;
}

 

 

//先整理下用到的宏
//lobject.h
//根据里面的tt类型来判断，还有诸如很多的判断字符串，表格等
#define ttisnumber(o)	(ttype(o) == LUA_TNUMBER)
//返回字符串空间，其中的层次组织很值得学习。raw->get->svalue
#define svalue(o)       getstr(rawtsvalue(o))
#define getstr(ts)	cast(const char *, (ts) + 1)					
#define rawtsvalue(o)	check_exp(ttisstring(o), &(o)->value.gc->ts)
//也是经常遇到的宏之一，包括一些对象的互相赋值等
#define setnvalue(obj,x) \
  { TValue *i_o=(obj); i_o->value.n=(x); i_o->tt=LUA_TNUMBER; }

 

 

//lobject.h
//该函数主要就是调用了C标准函数库
int luaO_str2d (const char *s, lua_Number *result) {
  char *endptr;
  //luaconf.h, #define lua_str2number(s,p)	strtod((s), (p)), strtod,C函数库
  *result = lua_str2number(s, &endptr);
  if (endptr == s) return 0;  /* conversion failed */
  if (*endptr == 'x' || *endptr == 'X')  /* maybe an hexadecimal constant? */
    *result = cast_num(strtoul(s, &endptr, 16));						
  if (*endptr == '\0') return 1;  /* most common case */
  while (isspace(cast(unsigned char, *endptr))) endptr++;
  if (*endptr != '\0') return 0;  /* invalid trailing characters? */
  return 1;
}

 

 

//limits.h
//cast转换函数，也是经常用到的
#ifndef cast
#define cast(t, exp)	((t)(exp))
#endif

#define cast_byte(i)	cast(lu_byte, (i))
#define cast_num(i)	cast(lua_Number, (i))
#define cast_int(i)	cast(int, (i))

 

 

/*
	1.2
	lapi.c
  lua_pushnumber	
*/
LUA_API void lua_pushnumber (lua_State *L, lua_Number n) {
  lua_lock(L);
  setnvalue(L->top, n);
  api_incr_top(L);
  lua_unlock(L);
}

//lobject.h
#define setnvalue(obj,x) \
  { TValue *i_o=(obj); i_o->value.n=(x); i_o->tt=LUA_TNUMBER; }

 

这里对L->top很感兴趣，结合index2adr一起分析下

 

//lapi.c
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);
    }
  }
}

 

 

先不具体去追究里面意思，可以知道这么几个信息

1)根据idx不同，可以取到不同的目标，而且idx可以是全局的

2)top其实是个连续的栈信息

3)L->ci似乎是个监测边界的东西

4)Closure的东西，有其他的存储方式

OK,到这，起码可以了解lua库的调用流程和思考方式习惯，再把各个调用函数对应的文件流程

整理下：

 

lmathlib.c(math_abs)

lauxlib.c(luaL_checknumber)

lapi.c(lua_tonumber,lua_isnumber)

lapi.c(index2adr)

lvm.h(tonumber)

lvm.h(luaV_tonumber)

lobject.h(luaO_str2d)

luaconf.h(lua_str2number)

可以得到如下信息:

1)luaX_,X可以表示lvm,lobject等

2)api.c表示lua内部的函数，lib库是对外开放的

3)lobject.h,luaconf.h是最基础的结构文件