翻译Lua 5.1 VM Instructions(三)

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml">

6 Loading Constants

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装载和移动几乎是所有的处理器和虚拟机指令集的起点，所以我们将以原始的装载和移动开始：

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"> MOVE               A B             R(A) := R(B)   将寄存器R(B)中的内容拷贝到寄存器R(A)中。如果R(B)保存着表，函数或用户数据，那么对象的引用将会被。MOVE经常被用来向下一条指令要使用的空间中转移数据。   对MOVE进行编码还有第二个目的 – 它也被用在创建闭包当中，通常出现在CLOSURE指令后面；查看CLOSURE获得更多信息。

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MOVE最直接的使用是将一个局部变量赋值给另一个局部变量。

>local a,b = 10; b = a

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 2 stacks

.function 0 0 2 2

.local "a" ; 0

.local "b" ; 1

.const 10 ; 0

[1] loadk 0 0 ; 10

[2] loadnil 1 1

[3] move 1 0

[4] return 0 1

; end of function

 

行[3]将局部变量a (寄存器0)中的值赋值(拷贝)给局部变量b (寄存器1)。你不会看到MOVE用在算术表达式中，因为算术操作不需要它。所有的算术操作都具有2个或3个操作数的形式；对于操作数R(A),，R(B)和R(C)来说全部的局部堆栈都是可以访问的，所以不需要额外的MOVE指令。

 

你会看到MOVE指令的其他地方：

• 为了函数调用将参数放入特定空间时

• 为了某些指令将值放入特定的空间时，堆栈的顺序对于这些指令来说很重要，例如GETTABLE，SETTABLE和CONCAT。

• 当函数调用结束后把返回结果拷贝到局部变量中。

• CLOSURE指令后面(在第14章讨论)

 

3个基本的指令用于将常量装载到局部变量中。其他的用于读写管局变量，upvalues和表的指令在接下来的章节讨论。第一个常量装载指令是LOADNIL：

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"> LOADNIL         A B      R(A) := ... := R(B) := nil   将从R(A)到R(B)这个范围内的寄存器设置成nil。如果要设置一个寄存器，使R(A) = R(B)。当两个或更多的寄存器需要设置成nil值，仅需要一条 LOADNIL指令。

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LOADNIL使用操作数A和B作为寄存器位置的范围。上一页中的MOVE的例子中展示了LOADNIL被用来将一个寄存器设置成nil。

 

>local a,b,c,d,e = nil,nil,0

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 5 stacks

.function 0 0 2 5

.local "a" ; 0

.local "b" ; 1

.local "c" ; 2

.local "d" ; 3

.local "e" ; 4

.const 0 ; 0

[1] loadk 2 0 ; 0

[2] loadnil 3 4

[3] return 0 1

; end of function

 

行[2] nils位于d和e。局部变量a和b不需要LOADNIL，因为指令早已被优化过了。局部变量c被显示的初始化为0。对于局部变量a和b的LOADNIL总是被优化，因为在执行函数之前Lua虚拟机总是设置将所有的局部变量设置成nil。优化规则是很简单的；如果没有其他指令产生，作为第一条指令的LOADNIL总是被优化掉。

 

在例子中虽然行[2]的LOADNIL是多余的，但是它仍然作为不在行[1]的LOADNIL指令生成了。理想的情况下，在做任何事情之前，应该将所有的要初始化为nil的局部变量都放在函数的顶端。像上面所述的情形，我们应该重新排列局部变量以获得优化规则带来的好处：

 

>local a,b,d,e local c=0

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 5 stacks

.function 0 0 2 5

.local "a" ; 0

.local "b" ; 1

.local "d" ; 2

.local "e" ; 3

.local "c" ; 4

.const 0 ; 0

[1] loadk 4 0 ; 0

[2] return 0 1

; end of function

 

现在，我们节省了一条LOADNIL指令。在函数的其他部分，一个将nil给局部变量的赋值将理所当然的要求一条LOADNIL指令。

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"> LOADK             A   Bx               R(A) := Kst(Bx)   将计数为Bx的常量装载到寄存器R(A)。常量通常是数字或字符串。每一个函数都有自己的常量列表或池。

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml">

LOADK将常量列表中的常量装载到寄存器或局部变量中。常量从0开始索引。许多指令，如算术指令，可以不需要LOADK就能使用常量列表。常量集中在列表中，重复的被删除。这个列表可以保存nils，布尔值，数值或字符串。

 

>local a,b,c,d = 3,"foo",3,"foo"

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 4 stacks

.function 0 0 2 4

.local "a" ; 0

.local "b" ; 1

.local "c" ; 2

.local "d" ; 3

.const 3 ; 0

.const "foo" ; 1

[1] loadk 0 0 ; 3

[2] loadk 1 1 ; "foo"

[3] loadk 2 0 ; 3

[4] loadk 3 1 ; "foo"

[5] return 0 1

; end of function

 

常量3和常量字符串“foo”在源代码片段中都出现了两次，但是在常量列表中，每一个常量只有单独一个位置。常量列表也保存着全局变量的名字，GETGLOBAL和SETGLOBAL隐含的执行了LOADK操作，为了在全局表中查寻全局变量之前得到全局变量的名字。

 

最后一个常量装载指令是LOADBOOL，则个指令是为了设置布尔值，同时它还有一些其他的功能。

rel="File-List" href="file:///C:%5CDOCUME%7E1%5CWangBo%5CLOCALS%7E1%5CTemp%5Cmsohtml1%5C01%5Cclip_filelist.xml"> LOADBOOL           A B C         R(A) := (Bool)B; if (C) PC++   将布尔值(true or false)装载到寄存器R(A)。true通常被编码成整数1，false通常是0。如果C是非0值，那么下一条指令将会被跳过(当一条赋值语句中的表达式是关系操作的时候就会用到它。例如M = K>5.) 在域B中你可以使用任何非0值作为布尔值true，但是在Lua中你不能把布尔值当作数字来用，最好将1和true联系在一起。

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LOADBOOL被用来向寄存器中装载一个布尔值。也被用在希望产生布尔结果的地方，因为条件测试指令不产生布尔结果 – 它可以代替条件跳转。为了实现跳转代码操作数C被用来跳过下条指令(通过将PC加1)。在简单的布尔赋值中，C总是0。

 

>local a,b = true,false

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 2 stacks

.function 0 0 2 2

.local "a" ; 0

.local "b" ; 1

[1] loadbool 0 1 0 ; true

[2] loadbool 1 0 0 ; false

[3] return 0 1

; end of function

 

这个例子很明显：行[1]把true赋值给局部变量a (寄存器0)行[2]把false赋值给局部变量b (寄存器1)。在上面的两种情况中，C都是0，所以PC没有增加，下一条指令没有被跳过。

 

>local a = 5 > 2

; function [0] definition (level 1)

; 0 upvalues, 0 params, 2 stacks

.function 0 0 2 2

.local "a" ; 0

.const 5 ; 0

.const 2 ; 1

[1] lt 1 257 256 ; 2 5, to [3] if false

[2] jmp 1 ; to [4]

[3] loadbool 0 0 1 ; false, to [5]

[4] loadbool 0 1 0 ; true

[5] return 0 1

; end of function

 

在这个例子中的表达式给出了一个布尔结果并把它赋值给了变量。注意Lua并没有把表达式优化成true值；Lua 5.1并没有实现编译时对关系运算的常量求值，但是它实现了简单的算术运算常量求值。

 

关系操作符LT(后面会更详细的介绍)不能给出一个布尔值但是实现了一个条件跳转，LOADBOOL使用它的C操作数在行[3]处实现了一个无条件跳转 – 节省了一条指令并且把事情做的更加整洁了。上述这些情况的原因时对于if...then块的指令集做了简单的优化。本质上来说，local a = 5 > 2是一下面的方式执行的：

 

local a

if 2 < 5 then

a = true

else

a = false

end

 

在反汇编列表中，LT测试2 < 5，求值的结果为true，并且不执行条件跳转。行[2]跳过的错误结果的路径，在行[4]局部变量a(寄存器0)通过LOADBOOL指令，被赋值为布尔值true。如果2和5颠倒一下，那么接下来的应该是行[3]，设置false，然后结果为true的路径(行[4])会被跳过，因为LOADBOOL有一个非0的域C。

 

true结果路径会是这样(括号中为附加的注释)：

 

[1] lt         1 257 256 ; 2 5, to [3] if false (if 2 < 5)

[2] jmp         1      ; to [4]

[4] loadbool      0 1   0 ; true (a = true)

[5] return       0 1

 

false结果路径(在本例中它永远不会被执行)会是这样：

 

[1] lt          1 257 256 ; 2 5, to [3] if false (if 2 < 5)

[3] loadbool       0 0  1  ; false, to [5] (a = false)

[5] return        0 1

 

true结果的路径看起来更长，其实不是这样的，这取决于虚拟机现实的方法。在关系运算和逻辑运算指令的章节将会更深入的讨论。