[转]lua元表代码分析

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版本整理日期：2011/4/21

元表其实就是可以让你HOOK掉一些操作的一张表。

表的定义在ltm.h/c的文件里。对元表的调用在lvm文件里。

来看看是怎么hook的。首先定义了一堆的枚举

typedef enum {
  TM_INDEX,
  TM_NEWINDEX,
  TM_GC,
  TM_MODE,
  TM_EQ,  /* last tag method with `fast' access */
  TM_ADD,
  TM_SUB,
  TM_MUL,
  TM_DIV,
  TM_MOD,
  TM_POW,
  TM_UNM,
  TM_LEN,
  TM_LT,
  TM_LE,
  TM_CONCAT,
  TM_CALL,
  TM_N      /* number of elements in the enum */
}

除了TM_INDEX和TM_NEWINDEX外，其他的都是实现定义好的操作符。也就是说如果你要改变s1+s2这样的行为，只要直接设置TM_ADD的函数即可。TM_INDEX和TM_NEWINDEX表示读取和等于。比如s[s’]=x[‘x’’]中，左边的[s’]如果没有这个字段则从TM_NEWINDEX中读取，右边的同理。

元表可以存在于这些对象上：

const TValue *luaT_gettmbyobj (lua_State *L, const TValue *o, TMS event) {
  Table *mt;
  switch (ttype(o)) {
    case LUA_TTABLE:         //表
      mt = hvalue(o)->metatable;
      break;
    case LUA_TUSERDATA:      //自定义对象
      mt = uvalue(o)->metatable;
      break;
    default:                 //全局
      mt = G(L)->mt[ttype(o)];
  }
  return (mt ? luaH_getstr(mt, G(L)->tmname[event]) : luaO_nilobject);
}

在lua源码里，对元表的访问其实也是很简单的:

我们直接从虚拟机代码开始跟起，通过元表存在的对象类型上，会从OP_GETTABLE上跳转，代码如下

case OP_GETTABLE: {
        Protect(luaV_gettable(L, RB(i), RKC(i), ra));
        continue;
      }

在luaV_gettable中，会先扫描是否有RKC(i)的值。即上文提到的s[s’]=x[‘x’’]中的[s’]。如果有则返回，直接读取；否则扫描TM_INDEX字段，然后判断里面是否函数，如果是则进入调用。代码如下：

void luaV_gettable (lua_State *L, const TValue *t, TValue *key, StkId val) {
  int loop;
  for (loop = 0; loop < MAXTAGLOOP; loop++) {
    const TValue *tm;
    if (ttistable(t)) {  /* `t' is a table? */
      Table *h = hvalue(t);
      const TValue *res = luaH_get(h, key); /* do a primitive get */
      if (!ttisnil(res) ||  /* result is no nil? */
          (tm = fasttm(L, h->metatable, TM_INDEX)) == NULL) { /* or no TM? */
        setobj2s(L, val, res);
        return;
      }
      /* else will try the tag method */
    }
    else if (ttisnil(tm = luaT_gettmbyobj(L, t, TM_INDEX)))
      luaG_typeerror(L, t, "index");
if (ttisfunction(tm)) {
  //这里是我们的跳转点
      callTMres(L, val, tm, t, key);
      return;
    }
    t = tm;  /* else repeat with `tm' */
  }
  luaG_runerror(L, "loop in gettable");
}

 继callTMres(L, val, tm, t, key);往下跟，先把要调用的函数(tm)压入，接着是lua固用的调用代码流程(如果你熟悉前篇的话),最后又来到虚拟机的OP_CALL处，代码如下。

case OP_CALL: {
   int b = GETARG_B(i);
   int nresults = GETARG_C(i) - 1;
   if (b != 0) L->top = ra+b;  /* else previous instruction set top */
   L->savedpc = pc;
 //这里是我们的进入点
   switch (luaD_precall(L, ra, nresults)) {

在熟悉的luaD_precall中,来到我们设定的C++函数处。代码如下:

int luaD_precall (lua_State *L, StkId func, int nresults) {
    n = (*curr_func(L)->c.f)(L);  /* do the actual call */
}

 元表虽然给我们提供了一种hook的手法，但是一切还是以实际需求来进行选择运用。不一定一切非要元表的思维来实现