lua源码学习篇三：赋值表达式解析的流程

上节说到表达式的解析问题，exprstate函数用于解析普通的赋值表达式。lua语言支持多变量赋值。本文先从单变量赋值表达式讲起。

a = 1
b = 2
c = a + b

对于简单的两个数的求和过程，lua源码是如何解析的呢？

首先，当词法分析获取到第一个token为‘a’的类型是TK_NAME（285），然后是chunk函数，statment函数，走到exprstate函数：

static void exprstat (LexState *ls) { /* stat -> func | assignment */

  FuncState *fs = ls->fs; struct LHS_assign v;/*保存等号左边的变量名*/

  primaryexp(ls, &v.v);/*处理等号左边的变量名*/

  if (v.v.k == VCALL) /* stat -> func */

　　SETARG_C(getcode(fs, &v.v), 1); /* call statement uses no results */

  else { /* stat -> assignment */

　　v.prev = NULL;

　　assignment(ls, &v, 1); } }

其中，LHS_assign是一个包含expdesc结构体的链表，拥有指向另一个变量的指针*prev。每个expdesc代表一个变量，该链表用于保存等式左边的所有变量。

表达式分割的函数最终会从primaryexp进入到prefixexp函数里，由于当前的token值为TK_NAME=285，走到singlevar，即表示单变量的解析函数。

static void singlevar (LexState *ls, expdesc *var) {
  TString *varname = str_checkname(ls);
  FuncState *fs = ls->fs;
  if (singlevaraux(fs, varname, var, 1) == VGLOBAL)
    var->u.s.info = luaK_stringK(fs, varname);  /* info points to global name *//*指向变量名在寄存器的索引值*/
}

luaK_stringK的最终返回值为变量名'a'在fs->f->k这个数组中的索引值，保存在var->u.s.info。这个值在生成字节码时会用到。

然后是singlevaraux，第一次进入改函数，fs != NULL，进入else,在当前层次查找变量，找不到自动递归到上层，即fs->prev指向的上层fs，最后返回VGLOBAL。

static int singlevaraux (FuncState *fs, TString *n, expdesc *var, int base) {
  if (fs == NULL) {  /* no more levels? */
    init_exp(var, VGLOBAL, NO_REG);  /* default is global variable */
    return VGLOBAL;
  }
  else {
    int v = searchvar(fs, n);  /* look up at current level */
    if (v >= 0) {
      init_exp(var, VLOCAL, v);
      if (!base)
        markupval(fs, v);  /* local will be used as an upval */
      return VLOCAL;
    }
    else {  /* not found at current level; try upper one */
      if (singlevaraux(fs->prev, n, var, 0) == VGLOBAL)/**/
        return VGLOBAL;
      var->u.s.info = indexupvalue(fs, n, var);  /* else was LOCAL or UPVAL */
      var->k = VUPVAL;  /* upvalue in this level */
      return VUPVAL;
    }
  }
}

最后通过luaK_stringK函数调用addK函数对变量‘a’进行处理。 luaH_set()一开始调用luaH_get()在全局变量表中查找该value是否存在, 存在则直接返回值.不存在则调用newkey()完成添加动作。最终变量名'a'会放到f->k这个数组中，并且会返回对应的索引，然后讲索引保存到字节码中。

static int addk (FuncState *fs, TValue *k, TValue *v) {
  lua_State *L = fs->L;
  TValue *idx = luaH_set(L, fs->h, k);
  Proto *f = fs->f;
  int oldsize = f->sizek;
  if (ttisnumber(idx)) {
    lua_assert(luaO_rawequalObj(&fs->f->k[cast_int(nvalue(idx))], v));
    return cast_int(nvalue(idx));
  }
  else {  /* constant not found; create a new entry */
    setnvalue(idx, cast_num(fs->nk));
    luaM_growvector(L, f->k, fs->nk, f->sizek, TValue,
                    MAXARG_Bx, "constant table overflow");
    while (oldsize < f->sizek) setnilvalue(&f->k[oldsize++]);
    setobj(L, &f->k[fs->nk], v);
    luaC_barrier(L, f, v);
    return fs->nk++;
  }
}

这时候，回到exprstat函数，等号左边的变量名处理完了。然后处理等号右边的值，调用assignment函数赋值。如果下一个token是逗号，说明是多变量赋值。本例中是单变量。nexps = explist1(ls, &e);用于处理等号右边的值的表达式，将结果存入&e中，并返回右值的个数，然后判断是表达式的个数是否和右值的个数相等。

static void assignment (LexState *ls, struct LHS_assign *lh, int nvars) {
  expdesc e;
  check_condition(ls, VLOCAL <= lh->v.k && lh->v.k <= VINDEXED,
                      "syntax error");
  if (testnext(ls, ',')) {  /* assignment -> `,' primaryexp assignment */
    struct LHS_assign nv;
    nv.prev = lh;
    primaryexp(ls, &nv.v);
    if (nv.v.k == VLOCAL)
      check_conflict(ls, lh, &nv.v);
    assignment(ls, &nv, nvars+1);
  }
  else {  /* assignment -> `=' explist1 */
    int nexps;
    checknext(ls, '=');
    nexps = explist1(ls, &e);/*解析等号右边的值*/
    if (nexps != nvars) {
      adjust_assign(ls, nvars, nexps, &e);
      if (nexps > nvars)
        ls->fs->freereg -= nexps - nvars;  /* remove extra values */
    }
    else {
      luaK_setoneret(ls->fs, &e);  /* close last expression */
      luaK_storevar(ls->fs, &lh->v, &e);/*生成指令*/
      return;  /* avoid default */
    }
  }
  init_exp(&e, VNONRELOC, ls->fs->freereg-1);  /* default assignment */
  luaK_storevar(ls->fs, &lh->v, &e);
}

表达式分析函数是通过subexpr函数进行递归下降分析。这个知识点以后会专门来讲，现在由于只是简单赋值，不会涉及到运算符优先级的问题。本例中最终调用的是simpleexp函数，进入case TK_NUMBER:

static void simpleexp (LexState *ls, expdesc *v) {
  /* simpleexp -> NUMBER | STRING | NIL | true | false | ... |
                  constructor | FUNCTION body | primaryexp */
  switch (ls->t.token) {
    case TK_NUMBER: {
      init_exp(v, VKNUM, 0);/*传入寄存器位置为0*/
      v->u.nval = ls->t.seminfo.r;/*将浮点数1.0赋值给v->u.navl*/
      break;
    }
    case …………………………
  }
  luaX_next(ls);
}

最后，luaK_storevar函数会将右值保存在寄存器，并生成相应的指令码

void luaK_storevar (FuncState *fs, expdesc *var, expdesc *ex) {
  switch (var->k) {
    case VLOCAL: {
      freeexp(fs, ex);
      exp2reg(fs, ex, var->u.s.info);
      return;
    }
    case VUPVAL: {
      int e = luaK_exp2anyreg(fs, ex);
      luaK_codeABC(fs, OP_SETUPVAL, e, var->u.s.info, 0);
      break;
    }
    case VGLOBAL: {/*本例中是全局变量*/
      int e = luaK_exp2anyreg(fs, ex);//返回寄存器索引
      luaK_codeABx(fs, OP_SETGLOBAL, e, var->u.s.info);//生成指令
      break;
    }
    case VINDEXED: {
      int e = luaK_exp2RK(fs, ex);
      luaK_codeABC(fs, OP_SETTABLE, var->u.s.info, var->u.s.aux, e);
      break;
    }
    default: {
      lua_assert(0);  /* invalid var kind to store */
      break;
    }
  }
  freeexp(fs, ex);
}

最后调用luaK_codeABx生成指令，关于指令问题，下回再叙。

int luaK_codeABx (FuncState *fs, OpCode o, int a, unsigned int bc) {
  lua_assert(getOpMode(o) == iABx || getOpMode(o) == iAsBx);
  lua_assert(getCMode(o) == OpArgN);
  return luaK_code(fs, CREATE_ABx(o, a, bc), fs->ls->lastline);
}