指令执行

0x1. 虚拟机原理

lua的虚拟机执行基于函数栈，所有的临时访问存储都基于栈，函数间的参数传递也是。在lua的官方说明里叫做寄存器。前面也提到过虚拟机的指令里面保存的是寄存器索引。

为了方便阐述栈虚拟机原理，这里以下面这段代码为例子来进行阐述，下面这段代码本身没有什么作用，只是为了方便阐述。这里有两个函数，分别为parent,clild。parent会调用chilld，并把返回值放到psum。这里之所以要有psum = psum + 1是为了防止被lua优化成尾调用。

function clild(num1, num2)
  local csum = num1 + num2
  return csum
end
function parent()
  local p1 = 1
  local p2 = 1
  local psum = clild(p1, p2)
  psum = psum + 1
end
--
编译结果：
函数clild
function <test.lua:1,4> (3 instructions, 12 bytes at 0x55ece9ff5a50)
2 params, 3 slots, 0 upvalues, 3 locals, 0 constants, 0 functions
    1    [2]    ADD          2 0 1
    2    [3]    RETURN       2 2
    3    [4]    RETURN       0 1
constants (0) for 0x55ece9ff5a50:
locals (3) for 0x55ece9ff5a50:
    0    num1    1    3
    1    num2    1    3
    2    csum    2    3
upvalues (0) for 0x55ece9ff5a50:
函数parent
function <test.lua:6,11> (8 instructions, 32 bytes at 0x55ece9ff5f10)
0 params, 5 slots, 0 upvalues, 3 locals, 2 constants, 0 functions
    1    [7]    LOADK        0 -1    ; 1
    2    [8]    LOADK        1 -1    ; 1
    3    [9]    GETGLOBAL    2 -2    ; clild
    4    [9]    MOVE         3 0
    5    [9]    MOVE         4 1
    6    [9]    CALL         2 3 2
    7    [10]    ADD          2 2 -1    ; - 1
    8    [11]    RETURN       0 1
constants (2) for 0x55ece9ff5f10:
    1    1
    2    "clild"
locals (3) for 0x55ece9ff5f10:
    0    p1    2    8
    1    p2    3    8
    2    psum    7    8
upvalues (0) for 0x55ece9ff5f10:
--

函数栈

lua栈或者称为lua的寄存器，是由TValue组成的数组。TValue是lua用于保存数据的数据结构。

下面这个过程是parent调用clild时栈的变化情况。

• 调用方将Closure，函数参数放到栈中
• 调用Call指令执行被调用函数
• 被调用函数执行完成后将返回值放到以Closure为起始地址的地方。如果有多个参数，则按顺序存放。

数据结构

lua中栈的回溯没有完全放到栈帧中，而是由专门的结构CallInfo来保存。这个结构保存了栈帧恢复所需要的所有信息。而lua_state中的base/top始终指向当前正在执行的栈帧。