二.lua字节码分析


1.字节码

先从一个例子开始,写一个简单的lua程序,命名为test.lua,内容如下:

a = 18
print("hello world")

使用如下命令生成lua字节码,生成的文件默认名为luac.out:

PS C:\Users\wit_yuan\Desktop\lua\lua-5.3.5>   .\src\luac.exe .\test.lua

然后使用如下命令反汇编luac.out:

PS C:\Users\wit_yuan\Desktop\lua\lua-5.3.5> .\src\luac.exe -l .\luac.out
main <.\test.lua:0,0> (5 instructions at 0000000000151F20)
0+ params, 2 slots, 1 upvalue, 0 locals, 4 constants, 0 functions
        1       [1]     SETTABUP        0 -1 -2 ; _ENV "a" 18
        2       [2]     GETTABUP        0 0 -3  ; _ENV "print"
        3       [2]     LOADK           1 -4    ; "hello world"
        4       [2]     CALL            0 2 1
        5       [2]     RETURN          0 1

使用以下命令获取二进制码,具体内容如下:

$  xxd -u -g 1 luac.out  
0000000: 1B 4C 75 61 53 00 19 93 0D 0A 1A 0A 04 08 04 04  .LuaS...........
0000010: 08 78 56 00 00 00 00 00 00 00 28 77 40 01 0C 40  .xV.......(w@..@
0000020: 2E 5C 74 65 73 74 2E 6C 75 61 00 00 00 00 00 00  .\test.lua......
0000030: 00 00 00 01 02 05 00 00 00 08 40 40 80 06 80 40  ..........@@...@
0000040: 00 41 C0 00 00 24 40 00 01 26 00 80 00 04 00 00  .A...$@..&......
0000050: 00 04 02 61 13 12 00 00 00 04 06 70 72 69 6E 74  ...a.......print
0000060: 04 0C 68 65 6C 6C 6F 20 77 6F 72 6C 64 01 00 00  ..hello world...
0000070: 00 01 00 00 00 00 00 05 00 00 00 01 00 00 00 02  ................
0000080: 00 00 00 02 00 00 00 02 00 00 00 02 00 00 00 00  ................
0000090: 00 00 00 01 00 00 00 05 5F 45 4E 56              ........_ENV

2.分析字节码

对于其分析,可以参考ldump.c文件的checkHeader()函数。

对应如下面的图:


p1
p2
p3
Integer与Number值

这里要提一点,关于Number的计算。Number值是0x4077280000000000.按照IEEE754的计算方法,按照1(符号位)+11(exponent)+52(小数)的原则,列出比较重要的部分.

0100 0000 0111 0111 0010 1000...

exponent=0x407=1031.
则值为:1.011100101000xpow(2,1031-1023)=(1+pow(2,-2)+pow(2,-3)+pow(2,-4)+pow(2,-7)+pow(2,-9))xpow(2,8)=370.5

p4

余下的是函数功能的字节码。

p5
p6
p7
p8 常量表
p9
p10

说明一下,因为写的test.lua没有子函数,所以原型个数为0.

p11

说明一下,其记录的行号信息和指令的信息是一一对应的。

p12
p13

3.综述

通过以上一条条的分析每一项的含义,可以对整个虚拟机的字节码存放有一个整体的印象。也应该能理解虚拟机的实现原理和方式。同时,对真正的cpu解析二进制也能有一个大致的理解。

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