皮皮网

1.Lua如何进行大数运算（附源码）
2.tolua源码分析（五）lua使用C#的码分enum
3.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 Function》
4.《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》
5.LuaJIT源码分析（一）搭建调试环境
6.LuaJIT源码分析（二）数据类型

Lua如何进行大数运算（附源码）

       在游戏服务器开发中，大数计算是码分常见但难以避免的问题。一般数值计算在math.maxinteger范围内可直接使用Lua常规计算，码分超出范围则需大数计算。码分本文介绍了两种基于Lua的码分大数计算库：基于Boost的Lua库和基于GNU bc的Lua库lbc。

       基于Boost的码分树莓派 源码Lua库通过安装Lua、Boost和GCC，码分编译生成Lua直接引用的码分so库。编译方式有正常编译和捆绑编译。码分捆绑编译通过make_boost.sh脚本将boost文件复制到boost文件夹，码分简化编译过程。码分但需要注意，码分捆绑编译可能不适用于最新版本的码分boost。

       基于GNU bc的码分Lua库lbc由Lua的作者之一编写，具有简单、码分小巧、易用等特点。编译简单，几乎只需执行make。测试结果显示，lbc在位字符的数字上，执行加减乘除各一次，其时间在1秒以下，符合要求。

       本文还介绍了基于MAPM的Lua库lmapm，其特点与lbc类似。两种库在测试中表现稳定，但lbc提供了详细的位数信息，而lmapm采用科学计数法表示结果。

       最后，本文建议根据实际需求选择合适的大数计算库。对于简单、方便、源码、可修改、可移植和精度要求较高的项目，lbc是不错的选择。同时，还介绍了其他开源的大数计算库，供读者参考。kvm源码阅读

tolua源码分析（五）lua使用C#的enum

       探讨了C#枚举如何在Lua中注册以及与普通类的注册区别。以官方提供的例子为例，展示了如何将C#的UnityEngine.Space类型的枚举推送到Lua层，并在Lua层面测试了诸如tostring、ToInt、Equals等接口，验证了在Lua层可以进行枚举的相等判断，以及将int转换为枚举或将枚举转换为int的操作。

       在Lua层面表示C#的枚举，例子中在第行和第行将枚举推送到Lua层。由于枚举是值类型，C#层使用了enumMap缓存装箱后的object与枚举的映射关系。注册到Lua层的枚举类使用了EnumMetatable。

       具体来看C#枚举注册到Lua的方法，例如在System_EnumWrap.Register方法中。在Lua层表示C#枚举的方式与普通类相似，但需要注意一些区别。

       例如，当使用__tostring方法时，ToLua.ToObject将Lua栈上的userdata转换为object，通过userdata的index查找C#的object缓存，不会产生垃圾收集（GC）。同样地，ToInt方法中的CheckObject同样在C#的object缓存中查找，执行类型检查，也不会产生GC。

       当比较C#的枚举与int类型时，由于使用了==操作符，这会触发装箱，产生一次GC。因此，在实际使用中应尽量避免在Lua层对C#枚举与number进行比较。而在Lua层直接比较两个C#枚举时，它们在Lua层被视为同一份userdata，因为它们来自于同一个C#缓存，index相同。

       在将Lua栈上的number转换为C#枚举的实例时，IntToEnum方法在C#的UnityEngine_SpaceWrap类中实现。这个方法直接将double转换为int，preference源码分析再转换为UnityEngine.Space类型，避免了GC。在C#层推送到Lua层的枚举时，是从C#的缓存中取到枚举对应的object，然后推送到Lua层，也不会产生GC。

       总结，在Lua使用C#的枚举时，从C#到Lua层的传递不会产生GC，在Lua层进行number与枚举类型之间的转换以及直接比较枚举时不触发GC。然而，当比较枚举与number时，会触发一次GC。针对这一情况，可以进行针对性优化。

       下一节将深入研究在开发中常见的C#委托/事件如何注册到Lua函数的实现。

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 Function》

       在编程语言中，函数作为重要的元素，可以分为第一类值语言和第二类值语言。第一类值语言如Lua，其函数与数值类型、布尔类型地位相同，可动态创建、存储与销毁；第二类值语言则无法实现这些操作。Lua是第一类值语言，支持动态函数创建与销毁。

       在Lua中，函数的基本类型枚举为LUA_TFUNCTION，对应8位二进制为 。函数类型变体包括三种：LUA_VLCL（Lua闭包）、LUA_VLCF（C函数指针）和LUA_CCCL（C语言闭包）。闭包由函数与UpValue组成，UpValue为在当前函数外声明但函数内可以访问的变量，类似于局部变量但具备一定作用域。

       闭包分为C类型闭包与Lua类型闭包。C类型闭包在Lua源代码中由C语言实现，主要用于调用C函数。Lua类型闭包则在Lua中动态创建，支持多层嵌套与UpValue管理。tortoisesvn 源码解析闭包实现方式包括C语言闭包和Lua闭包。

       Lua闭包由ClosureHeader宏定义，包含闭包的类型标识、UpValue数组长度、垃圾回收列表等信息。闭包内部的函数通过Proto数据结构定义，包含参数数量、最大寄存器数量、UpValue数量等属性。Lua闭包中的UpValue通过UpVal类型管理，UpVal状态分为open和close两种，open状态时UpVal存储在链表中，close状态时UpVal的值被保存，直到函数返回时才被销毁。

       在实现多返回值时，Lua通过调整运行堆栈的结构，将多个返回值合并，减少内存使用。在尾调用消除中，Lua在函数执行结束时，复用当前函数的栈空间进行下一次函数调用，避免了堆栈溢出的问题。Lua的尾调用优化使得函数调用效率更高，程序运行更稳定。

《Lua5.4 源码剖析——基本数据类型 之 数字类型》

       数字类型在编程中分为整数和浮点数两种。在Lua语言的5.3版本之前，所有数字都被底层实现为浮点数，整数的概念并未独立出来，而是通过浮点数的IEEE表示法进行表示与数据存储。这样，在进行整数运算时，可能会在多次运算后累积产生出意外的浮点误差。因此，从Lua5.3版本开始，Lua引入了对整数的支持，使其不再依赖于浮点数进行表示，并且支持位运算等整数运算操作符。

       在Lua语言中，每个基础对象需要存储其类型标识，爱消除源码这个标识在源码《lua.h》中定义为tt，数字类型的tt枚举值为LUA_TNUMBER（对应数字3）。由于数字类型分为整型和浮点型，它们通过类型变体来区分。在源码《lobject.h》中，类型变体LUA_VNUMINT表示整型，而LUA_VNUMFLT表示浮点型。

       数字类型在TValue中定义了Value字段，这个字段包含i和n两个字段，用于分别存储整型和浮点型的数值。在历史原因的影响下，lua_Number并不是指所有数字类型，而是专门指浮点类型；lua_Integer则专门指整型。因此，设置整数或浮点数时，需要先设置Value字段中的n字段（整型）或i字段（浮点型），然后使用settt_宏设置type tag(tt)字段为对应值LUA_VNUMFLT或LUA_VNUMINT。

       在底层，数字类型的数据类型具体表现为lua_Integer和lua_Number。在源码《lua.h》中声明，lua_Number为LUA_NUMBER，lua_Integer为LUA_INTEGER。深入学习它们的定义，可以看到整型有int、long、long long三种类型，浮点型有float、double、long double三种类型。Lua5.4的默认配置中，整型使用long long类型，浮点型使用double类型。在Windows平台上，整型使用__int类型。

       至此，数字类型的讲解就告一段落。希望本文对理解Lua语言中的数字类型有所帮助。

LuaJIT源码分析（一）搭建调试环境

       LuaJIT，这个以高效著称的lua即时编译器（JIT），因其源码资料稀缺，促使我们不得不自建环境进行深入学习。分析源码的第一步，就是搭建一个可用于调试的环境，但即使是这个初始步骤，能找到的指导也相当有限，反映出LuaJIT的编译过程复杂性。

       首先，从官方git仓库开始，通过命令`git clone https://luajit.org/git/luajit.git`获取源代码。GitHub上也有相应的镜像地址。对于调试，LuaJIT提供msvcbuild.bat脚本，位于src目录下，它将编译过程分为三个阶段：构建minilua，用于平台判断和执行lua脚本；buildvm生成库函数映射；以及lua库的编译和最终LuaJIT的生成。该脚本需在Visual Studio Command Prompt环境中以管理员权限运行，且有四个可选编译参数。

       在调试时，我们无需这些选项，但需要保留中间代码。因此，需要在脚本中注释掉清理代码的部分。在Visual Studio 的位命令提示符中，切换到src目录并运行`msvcbuild.bat`。编译过程快速，成功时会看到日志信息。在src目录下，luajit.exe即为lua虚拟机。

       接着，在src目录的同级目录创建一个VS工程，将源文件和头文件添加进来。初次尝试调试可能会遇到关于strerror函数安全性的警告，这可以通过在工程属性中添加_CRT_SECURE_NO_WARNINGS宏来解决。然而，链接阶段可能会出现重复定义的错误，这与ljamalg.c文件的编译选项有关。amalg选项用于生成单个大文件，以优化代码，但我们通常不启用它。

       排除ljamalg.c后，再次尝试调试，可能还需要手动添加buildvm阶段生成的目标文件。当LuaJIT启动并设置好断点后，就可以开始调试源码了。至此，你已经成功搭建了一个LuaJIT的调试环境，为深入理解其工作原理铺平了道路。

LuaJIT源码分析（二）数据类型

       LuaJIT，作为Lua的高性能版本，其源码分析中关于数据类型处理的细节颇值得研究。它在数据结构的定义上与Lua 5.1稍有不同，通过通用的数据结构TValue来表示各种Lua数据类型，但其复杂性体现在了内含的若干宏上，增加了理解的难度。这些宏如LJ_ALIGN、LJ_GC、LJ_ENDIAN_LOHI、LJ_FR2等，分别用于内存对齐、GC模式的选择、大小端判断以及浮点数编码格式的选择。

       LJ_ALIGN宏用于确保struct内存对齐，以提高内存访问效率。LJ_GC宏在当前平台为位且无强制禁用的情况下生效，表明LuaJIT支持位GC（垃圾回收）模式。LJ_ENDIAN_LOHI宏则根据平台的字节顺序来确定结构的布局，而x平台采用小端序。

       对于TValue结构的定义，通过处理宏后可以简化为一个位的结构体，包含一个union，用于统一表示Lua的各种数据类型。这种设计利用了NaN Boxing技术，即通过在浮点数编码中预留空间来实现不同类型数据的紧凑存储。每个类型通过4位的itype指针来标识，使得数据的解析与存储变得高效。

       对于number数据类型，其值被存储在一个double中，而其他类型如nil、true、false等则利用剩余的空间来标识其类型。这种设计允许LuaJIT在内存中以一种紧凑且高效的方式存储各种数据类型，同时通过简单的位操作就能识别出具体的数据类型。

       对于GC对象（如string、table等），LuaJIT通过特定的itype值来区分它们与普通数据类型，以及与值类型（如nil和bool）和轻量级用户数据的差异。通过宏判断，LuaJIT能够快速识别出TValue是否为GC对象，以及具体是哪种类型的GC对象。

       在开启LJ_GC模式下，GC对象的地址被存储在TValue的特定字段gcr中，提供位的地址支持。虽然前位用于标识数据类型，但实际使用时仅利用了低位的地址空间，对于大多数实际应用而言，这部分内存已经绰绰有余。

       在GCobj数据结构中，通过union的特性实现不同类型对象的共通性与特定性。GChead提供了通用的接口来获取对象的通用信息，而nextgc、marked等字段用于实现垃圾回收机制。通过gct字段，LuaJIT能够将一个GCObj转换为实际的类型对象，进一步增强了内存管理的灵活性。

       对于整数类型，默认情况下LuaJIT使用double进行存储以确保精度，但在实际应用中，频繁使用的整数通过宏LJ_DUALNUM启用，以int类型存储，提高了数据处理的效率。此时，TValue的i字段用于保存int值，同时通过位移操作确保了数据的正确存储与解析。

自制组态软件（）lua编译器之语法分析

       前文已经完成了词法分析，将lua源码切割成一系列的token，接下来我们将处理这些token。以下是我们需要分析的lua文件内容：

       该文件首先定义了一个lua函数，并随后调用它。为了简化处理，我们先支持以下lua文件内容，我们移除了函数定义和调用，突出显示if语句。

       首先，我们定义了block，因为所有语句都在block中。例如，下面的block中包含了两条if语句。

       block的定义如下：stats是语句数组，表示该block中的所有语句，retExps是返回语句的表达式。

       接下来，我们定义if语句。exps是表达式的数组，用于记录if语句的表达式，blocks用于表示if语句的语句块。现在，让我们来看看函数调用表达式。prefixExp为前缀，在此例中为"setValue"，args为函数的参数。

       语句分析完毕，我们再来看表达式的解析，我们要支持的表达式为：加法和相等判断都是二元运算，因此我们定义了二元运算。

       材料已经准备就绪，我们现在来实现语法分析。从block开始。

       上述内容都很好理解，我们通过循环调用parseStat函数处理一条条语句，生成block。接下来看看处理语句的parseStat。

       可以看出，我们现在支持两种语句：一是if语句，二是函数调用语句。先看看if语句。

       nextTokenOfKind函数用于判断当前token是否为参数中的类型，如果不是，则直接报错。

       然后调用parseExp解析if的表达式，表达式将在语句解析完成后处理。

       parseBlock函数用于解析if条件满足时运行的语句。

       如果if语句有else语句，则同样调用parseBlock函数来解析else条件满足时运行的语句。

       解析完if语句，再看看函数调用语句的解析，即parseAssignOrFuncCallStat函数。

       首先会创建nameExp表达式，因为函数名是一个标识符，将在parsePrefixExp中被处理。然后调用_finishPrefixExp函数，由于标识符后是"("符号，所以会调用_finishFuncCallExp函数，在这个函数中会调用_parseArgs处理函数调用的参数，最后生成funcCallExp表达式，函数解析完成。

       语句分析完毕，我们再来看表达式的解析，即parseExp函数。

       这段逻辑与系列()讲的内容一致，这里不再过多解释，不明白的可以参考()讲。

       最后，我们来看看函数参数的解析，即_parseArgs函数。

       _parseArgs函数首先跳过函数调用开头的"("，然后调用parseExpList函数，这个函数调用parseExp函数完成函数参数的解析。

       好了，本文到此结束。

       项目地址：GitHub - zhzhz/iscada