lua2.1 语法解析过程（2）

在上一篇“lua2.1语法解析过程（1）”中，我们已经了解了lua的词法和语法解析过程中的关键数据结构YYSTYPE，并且决定采用自下向上、以小见大的方方法来逐步分析，本文中重点关注lua2.1对“表达式”的解析过程（令YYSTYPE类型的全局量yylval）：

 

 

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exp -> number：

一个数据常量

词法分析：yylval.vFloat保存number对应的数值，向语法分析器返回NUMBER。

词法分析：收到NUMBER，生成指令PUSH yylval.vFloat(事实上并非如此简单，这里只是简化了); $$ = 1;

 

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exp -> string：

一个字符串常量

词法分析：将字符串保存到全局符号表中，为其分配一个索引I，I全局唯一标识这个字符串常量；yylval.vWord = I，向语法分析器返回STRING。

语法分析：收到STRING，生成指令PUSHSTRING yylval.vWord; $$ = 1;

 

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exp -> nil：

一个nil对象

词法分析：返回NIL

语法分析：收到NIL，生成指令PUSHNIL; $$ = 1;

 

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expr1 -> expr {if ($1 == 0) code_byte(1);}：

词法分析：当expr在语法分析过程中返回0（$$ = 0）的时候将在指令字节串中添加一个字节，值为1。

注：什么时候才会执行$$ = 0？这个问题需要对每个产生式都进行分析产能总结的出来。

 

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expr -> expr1 EQ expr1：

词法分析：遇到“==”将返回EQ

语法分析：假设有这么一条语句："1 == 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 EQOP; $$ = 1。

 

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expr -> expr1 '<' expr1：

语法分析：假设有这么一条语句："1 < 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 LTOP; $$ = 1。

 

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expr -> expr1 '>' expr1：

语法分析：假设有这么一条语句："1 > 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 GTOP; $$ = 1。

 

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expr -> expr1 NE expr1：

词法分析：遇到“~=”将返回EQ

语法分析：假设有这么一条语句："1 ~= 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 EQOP NOTOP; $$ = 1。

 

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expr -> expr1 LE expr1：

词法分析：遇到“<=”返回LE

语法分析：假设有这么一条语句："1 <= 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 LEOP; $$ = 1。

 

 

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expr -> expr1 GE expr1：

词法分析：遇到“>=”返回GE

语法分析：假设有这么一条语句："1 >= 2"，那么产生指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 GEOP; $$ = 1。

 

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expr-> expr1 '+' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 + 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 ADDOP; $$ = 1。

 

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expr-> expr1 '-' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 - 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 SUBOP; $$ = 1。

 

 

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expr-> expr1 '*' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 * 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 MULTOP; $$ = 1。

 

 

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expr-> expr1 '/' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 / 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 DIVTOP; $$ = 1。

 

 

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expr-> expr1 '^' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 ^ 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 POWOP; $$ = 1。

 

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expr-> expr1 '..' expr1：

词法分析：

语法分析：假设有这么一条语句："1 .. 2"，那么产生的指令的顺序是：PUSH1 PUSH2 CONCOP; $$ = 1。

 

 

 

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expr->table：这个产生式比较复杂，下面尝试分析。

我们先看table的产生式：

table-> { fieldlist }

lua2.1在开始分析这个产生式之前首先产生指令：CREATEARRAY 0,在“lua2.1指令笔记”中有说明：创建一个关联数据，并将它放到栈顶。其中0表示他的大小为0，注意，在分析fieldlist之后这个0会变成一个合适的值。这个0只是在最初起到占位的作用。

 

显然分析fieldlist才是主要分析工作：

在分析之前我们先猜测这个产生式究竟会产生什么样的指令呢？对于一个数组的初始化语句来说，对每个key赋值是最一般的情况，所以我想这个产生式生成的指令一般是以“PUSH系列”+STOREINDEX指令为主，下面接着分析以验证我们的猜测。

 

 

显然分析fieldlist才是主要分析工作：

在分析之前我们先猜测这个产生式究竟会产生什么样的指令呢？对于一个数组的初始化语句来说，对每个key赋值是最一般的情况，所以我想这个产生式生成的指令一般是以“PUSH系列”+STOREINDEX指令为主，下面接着分析以验证我们的猜测。

 

 

& lt;em>fieldlist -> null

| lfieldlist1 lastcomma

| ffieldlist1 lastcomma

| lfieldlist1 ; ffieldlist1 lastcomma

lastcomma -> null | ,

ffieldlist1 -> ffield

| ffieldlist1 , ffield

ffield -> name = expr1

lfieldlist1 -> expr1

| lfieldlist1 , expr1

 

上面的产生式是从文章“lua2.1文法”中取出的，仔细分析我们知道table初始化语句有3种形式:

第一种：{1, 2, 3}

第二种：{a1 = 1, a2 = 2, a3 = 3}

第三种：{1, 2, 3; a1 = 1, a2 = 2, a3 = 3}

 

 

其中第一种中fieldlist全部由lfieldlist组成，第二种全部由ffieldlist组成，第三种由两种混合而成，需要注意的是，lfieldlist和

ffieldlist并不相互使用。所以语句a = {1, 2, 3; a1 = 1, a2 = 2, a3 = 3; 4,  5,  6}或a = {a1 = 1, a2 = 2, a3 = 3;1, 2, 3;}都是错误的。

 

需要说明的是fieldlist对应的三条产生的右边式子在分析的过程中对$$解析的意义是“域的数量”，这个值会被用于修改前面我们说的"CTREATEARRAY 0"中的0值。

 

对于第一种情况，产生的指令是：CREATEARRAY 3 PUSH1 PUSH2 PUSHBYTE 3 STORELIST0 3，这里STORELIST0指令可能会变成STORELIST，那么什么时候才会变成STORELIST呢，在lua2.1中当这种情况下表的域的数量大于40(可修改，但需要重新编译)的时候会使用SOTRELIST指令，这个主要是为了减少指令浪费的空间而设定的（STORELIST m n指令中m和n的都是一个字节，所以在lua2.1中表的初始化的时候最大的域数为256 * 40 + 39）。

对于第二种情况，产生的指令是：CREATEARRAY 3 PUSH1 PUSH2 PUSHBYTE 3 STORERECORE 3 index(a1) index(a2) index(a3)。这里需要注意的是但域数大于40的时候，会有多条STORERECODE指令产生，目的同样是为了减少指令可能浪费的空间。

对于第三中情况，是第一种和第二种情况的结合，这里就不在说明。

 

分析下来我们发现结果和最初的假设并不相符，lua中为节省指令字符串的大小而使用了STORERECORD和STORELIST系列指令，

用于“批赋值”。

 

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分析table这个产生式的时候显然耗费了我们大量的精力，完成之后分析工作还远没有结束，相反，后面的产生式将更加具有挑战性。

expr->varexp：

   在分析之前我们先对这个varexp进行猜测，显然见文知意，这个是描述lua中的变量的非终结符，它的一个工作应该是在全局

对象表中注册这个变量，另外一个工作是将这些变量对象依次放置到栈顶（为什么要放到栈上呢？因为lua2.1是基于栈的虚拟机，绝大

部分操作都是在栈上操作，我们不管是对变量是赋值还是取值，都它所对应的lua对象都应该在栈上）。

涉及的指令应该有PUSHGLOBAL和PUSHLOCAL。

 

varexp -> var

var -> singlevar

  | varexp [ expr1 ]

| varexp . name

singlevar -> name

 

上面的文法摘自文章“lua2.1文法”

varexp -> var：在分析完非终结符var后，将所有分析过程中遇到的变量（注意：只能可能一个）放到栈顶。

singlevar -> name：这个产生式很重要，因为在在这里辨别一个变量是全局变量和局部变量，并且如果是全局变量的时候，$$为全局变量

在全局对象表中的索引，如果$$为负值，它返回的是一个与这个变量在栈上的偏移值有关的负数。

var -> singlevar：将singlevar返回的值直接返回给var。

var -> varexp [ expr1 ]：这个产生式分析过程是这样：将varexp的结果A放到栈上，将expr1的分析结果B放到栈上，产生指令PUSHINDEX，这个指令在实际的运行过程中是PUSHINDEX A B，也就是取A的所以B对应的值。

varexp . name和varexp [ expr1 ]类似，这里就不做分析。

 

经过分析，我们发现分析结果和分析前的猜测大致相同，不过多了一个指令PUSHINDEX。

 

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expr -> not expr1：

词法分析：遇到not返回NOT

语法分析：expr1的分析结果一定是在栈顶，分析之后将指令NOTOP入栈。

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稍事休息之后我们接着来个复杂的，函数调用。

在分析之前我们再次回顾一下$$的作用，$$是当前分析过程向它的上一层的分析过程报告信息的重要储存结构。比如产生式A->B,

那么B会通过$$向A->B汇报结果。

expr->functioncall：

这个产生式分析过程中将$$置为0，且先看$$=0之后会产生什么效果，分析代码发现，当$$=0的时候，将在该产生式生成的指令字节

串后面添加一个字节且值为0，目前暂不深究添加这个0的作用。

 

functioncall -> funcvalue funcParams

 

     当将funcvalue和funcParams分析结束之后，会紧跟着添加指令CALLFUNC 和参数数量和返回值数量。先不管返回值数量，我

们先看参数数量是如何计算出来的？如果说是从分析funcParams得到的话，那么你就只对了一半，注意funcvalue也有可能贡献一个，

当a:func的时候就会贡献一个参数。

 

funcvalue没什么好分析的其实就是生成将“func(...)”中的func对应的对象放置到栈顶的指令，而重头戏在于funcParams：

 

funcParams -> ( exprlist ) | table：

注：这个产生式将$$设定为分析过程中得到的参数的数量。

table自然就不需要再多分析，不过这里注意的是当遇到table的时候funcParams对$$=1（本表达式中参数数量为1）

exprlist -> null | exprlist1：null的情况下$$=0（本表达式中参数数量为0，lua2.1的文法分析中总是有意地特殊null，值得学习！）

exprlist1 -> expr | exprlist1, expr：

这个产生式的分析过程相当复杂，变得复杂的主要原因是这种情况“func(1, 2, func2(1,2))”：在分析的过程中，func2的结果当然

要作为参数的一员，那么就要要求这个func2有一个返回值，所以会在指令PUSHGLOBAL index(func2)之后添加一个字节1，表示返回

值数量为1。

表达式func(1,2,func2(1, 2))产生的伪指令如下：

PUSHGLOBAL index(func) PUSH1 PUSH2 PUSHGLOBAL index(func2) PUSH1 PUSH2 CALLFUNC 2 CALLFUNC 3 0

需要注意的是，functioncall可能会在语句或表达式中使用，如果是在语句中，那么其对应的返回值数量一定是0，而在表达式中大部分情况下是1，但是如“a, b = func1()”这种情况下就是2，而“a, b, c = func1(), 2”的时候是1，“a, b, c = 2, func1()”是2。

 

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expr -> expr1 and PrepJump expr1：

语句“c = 0 and 1;”产生的指令为PUSH0 ONFJMP 2 POP PUSH1 STOREGLOBAL index(c)

需要说明的地方是这串指令不会执行PUSH1，因为ONFJMP 2指令会直接跳过PUSH1。

 

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expr -> expr1 or PrepJump expr1：

语句“c = 1 or 0;”产生的指令为PUSH1 ONTJMP 2 PHP PUSH0 STOREGLOBAL index(c)

需要说明的地方是这串指令不会执行PUSH0，因为ONTJMP 2指令会直接跳过PUSH0。