探索Lua5.2內部實現:虛擬機指令(8) LOOP · 探索Lua5.2內部實現

# 探索Lua5.2內部實現:虛擬機指令(8) LOOP Lua5.2種除了for循環之外，其他的各種循環都使用關系和邏輯指令，配合JMP指令來完成。 ~~~ local?a?=?0;?? while(a? ????a?=?a?+?1;?? end?? ~~~ ~~~ 1???????[1]?????LOADK???????????0?-1????;?0?? 2???????[2]?????LT??????????????0?0?-2??;?-?10?? 3???????[2]?????JMP?????????????0?2?????;?to?6?? 4???????[3]?????ADD?????????????0?0?-3??;?-?1?? 5???????[3]?????JMP?????????????0?-4????;?to?2?? 6???????[4]?????RETURN??????????0?1?? ~~~ 第二行使用LT對寄存器0和敞亮10進行比較，如果小于成立，跳過第三行的JMP，運行第四行的ADD指令，將a加1，然后運行第五行的JMP，跳轉回第二行，重新判斷條件。如果小于不成立，則直接運行下一個JMP指令，跳轉到第六行結束。對于for循環，Lua5.2使用了兩套專門的指令，分別對應numeric for loop和generic for loop。 | name | args | desc | |---|---|---| | OP_FORLOOP | A sBx | R(A)+=R(A+2);if R(A) <?= R(A+1) then { pc+=sBx; R(A+3)=R(A) } | | OP_FORPREP | A sBx | R(A)-=R(A+2); pc+=sBx | ~~~ local?a;?? for?i?=?1,?10?do?? ????a?=?i;?? end?? ~~~ ~~~ main??(8?instructions?at?0x80048eb0)?? 0+?params,?5?slots,?1?upvalue,?5?locals,?2?constants,?0?functions?? ????????1???????[1]?????LOADNIL?????????0?0?? ????????2???????[2]?????LOADK???????????1?-1????;?1?? ????????3???????[2]?????LOADK???????????2?-2????;?10?? ????????4???????[2]?????LOADK???????????3?-1????;?1?? ????????5???????[2]?????FORPREP?????????1?1?????;?to?7?? ????????6???????[3]?????MOVE????????????0?4?? ????????7???????[2]?????FORLOOP?????????1?-2????;?to?6?? ????????8???????[4]?????RETURN??????????0?1?? constants?(2)?for?0x80048eb0:?? ????????1???????1?? ????????2???????10?? locals?(5)?for?0x80048eb0:?? ????????0???????a???????2???????9?? ????????1???????(for?index)?????5???????8?? ????????2???????(for?limit)?????5???????8?? ????????3???????(for?step)??????5???????8?? ????????4???????i???????6???????7?? upvalues?(1)?for?0x80048eb0:?? ????????0???????_ENV????1???????0?? ~~~ Numeric for loop內部使用了3個局部變量來控制循環，他們分別是"for index"，“for limit”和“for step”。“for index”用作存放初始值和循環計數器，“for limit”用作存放循環上限，“for step”用作存放循環步長。對于上面的程序，三個值分別是1，10和1。這三個局部變量對于使用者是不可見得，我們可以在生成代碼的locals表中看到這3個局部變量，他們的有效范圍為第五行道第八行，也就是整個for循環。還有一個使用到的局部變量，就是使用者自己指定的計數器，上例中為"i"。我們可以看到，這個局部變量的有效范圍為6~7行，也就是循環的內部。這個變量在每次循環時都被設置成"for index"變量來使用。上例中2~4行初始化循環使用的3個內部局部變量。第五行FORPREP用于準備這個循環，將for index減去一個for step，然后跳轉到第七行。第七行的FORLOOP將for index加上一個for step，然后與for limit進行比較。如果小于等于for limit，則將i設置成for index，然后跳回第六行。否則就退出循環。我們可以看到，i并不用于真正的循環計數，而只是在每次循環時被賦予真正的計數器for index的值而已，所以在循環中修改i不會影響循環計數。 | name | args | desc | |---|---|---| | OP_TFORCALL | A C | R(A+3), ... ,R(A+2+C) := R(A)(R(A+1), R(A+2)); | | OP_TFORLOOP | A sBx | if R(A+1) ~= nil then { R(A)=R(A+1); pc += sBx } | ~~~ for?i,v?in?1,2,3?do?? ????a?=?1;?? end?? ~~~ ~~~ main??(8?instructions?at?0x80048eb0)?? 0+?params,?6?slots,?1?upvalue,?5?locals,?4?constants,?0?functions?? ????????1???????[1]?????LOADK???????????0?-1????;?1?? ????????2???????[1]?????LOADK???????????1?-2????;?2?? ????????3???????[1]?????LOADK???????????2?-3????;?3?? ????????4???????[1]?????JMP?????????????0?1?????;?to?6?? ????????5???????[2]?????SETTABUP????????0?-4?-1?;?_ENV?"a"?1?? ????????6???????[1]?????TFORCALL????????0?2?? ????????7???????[1]?????TFORLOOP????????2?-3????;?to?5?? ????????8???????[3]?????RETURN??????????0?1?? constants?(4)?for?0x80048eb0:?? ????????1???????1?? ????????2???????2?? ????????3???????3?? ????????4???????"a"?? locals?(5)?for?0x80048eb0:?? ????????0???????(for?generator)?4???????8?? ????????1???????(for?state)?????4???????8?? ????????2???????(for?control)???4???????8?? ????????3???????i???????5???????6?? ????????4???????v???????5???????6?? upvalues?(1)?for?0x80048eb0:?? ????????0???????_ENV????1???????0?? ~~~ Generic for loop內部也使用了3個局部變量來控制循環，分別是"for generator”，“for state”和“for control”。for generator用來存放迭代使用的closure，每次迭代都會調用這個closure。for state和for control用于存放傳給for generator的兩個參數。Generic for loop還使用自定義的局部變量i，v，用來存儲for generator的返回值。上例中1~3行使用in后面的表達式列表(1,2,3)初始化3個內部使用的局部變量。第四行JMP調轉到第六行。TFORCALL教用寄存器0(for generator)中的closure，傳入for state和for control，并將結果返回給自定義局部變量列表i和v。第七行調用TFORLOOP進行循環條件判斷，判斷i是否為空。如果不為空，將i的值賦給for control，然后跳轉到第五行，進行循環。