第2章关于条件编译

首先，解释一下，为什么题目叫做：条件编译。其实很简单，现在这一章要分析的是，if、while、repeat、for语句。这些语句有个什么特点呢？那就是，都要有条件判断。根据条件判断的结果，以决定是否执行，该如何执行。我不知道该怎么称呼这样的语句，就一致称其为：条件编译。因为这一章的重点是研究，条件对于中间码的生成造成的影响，以及如何生成中间码以实现这种条件判断。首先分析if then elseif then else then end句型。这个很简单，实际上是lua处理的很简单。当lua遇到了if这个关键字的时候，就开始调用ifstat()，首先，这是进入一个块。这个块这个东西和函数是相同的重要，因为它关系到一个变量的作用域的问题。块由block()函数处理。不过在此之前，要注意一个重要的事情，那就是条件判断语句。lua是怎么处理条件判断的呢？首先，lua会跳过if关键字，然后，会进入一个十分常用的函数：cond()，这个函数还是比较复杂的，我现在要再看一遍这个函数，还是心有余悸的。 cond()这个函数比较短，我还是贴出来吧：

static int cond (LexState *ls) {
    /* cond -> exp */
    expdesc v;
    expr(ls, &v);  /* read condition */
    if (v.k == VNIL) v.k = VFALSE;  /* `falses' are all equal here */
    luaK_goiftrue(ls->fs, &v);
    return v.f;
}
第一步，用expr()这个函数读取条件表达式，条件表达式是一个式子，可以是以下几种情况：

常数：这种情况比较好办，如果是FALSE或NIL就是条件不通过，其他情况都是条件通过；
另一种情况是非常数：也就是说，不是编译期就能判断是否为TRUE或FALSE，要到运行期来判断。

对于这两种情况，分别分析，当然，首先是简单的情况，常数。

当遇到常数的时候，expr()比较happy。因为它处理起来比较简单，也就是通过simpleexp()直接处理。比如，这个常数是个数字100，simpleexp()就会把这个表达式v赋值为：v->k = TK_NUMBER，将v->u.nval = ls->t.seminfo.r，也就是把100给 v->u.nval。如果这个常数是一个字符串，simpleexp()会将这个字符串注册进常量表，并将 v->k = TK_STRING，v->u.s.info赋值为这个字符串在常量表中的位置。如果这个常量是FALSE,NIL,TRUE这3个保留字，simpleexp()就会直接将v->k赋值成 TK_FALSE，TK_NIL，TK_TRUE。然后，lua会调用luaK_goiftrue()函数。这个函数就是生成判断指令的函数了。首先，这个函数会把要用到的变量discharge到空闲寄存器上去。也就是生成对应的加载变量的指令。由于现在我们研究的是常量，就不需要这一步，直接跳过。然后，lua会判断这个常量是FALSE呢还是TRUE呢。如果是TRUE，则将pc = NO_JUMP，这个pc就是说，如果要生成指令的话，就会用这个pc指向这个指令。如果是FASLE，则会生成一条无条件跳转指令：通过luaK_jump()。这条指令会跳到哪呢？下面会有两种情况：

后面是elseif，这时，就要跳到这条elseif前面，来做下一次条件判断；
后面是else，这时，就跳到这条else前面或后面，因为else本身不生成指令。

怎么实现跳转到这个地方呢？当解析程序解析到if语句开始时，如果要跳转，就要跳过这个if块，到达下一个elseif或else程序块。但是，解析程序怎么知道下一个elseif或else块的开头地址在哪呢？当然，刚开始解析程序是不知道的。只有解析程序把这个if块解析完了，才能知道原来要跳转到这里。所以，之前要把要跳转的那条指令的位置记录下来，到解析完了if块后，再将那条指令跳转的位置修正到此处。lua中就是这么实现的。具体就是，lua会通过luaK_pathtohere()函数，将要跳转的那条指令保存在fs->jpc里，这个fs->jpc就是指上次要跳转的指令。但是，lua不会立即将跳转指令修改到这里。因为这个elseif或else块中可能没有代码，也就是说，就算跳到这里也是没有的，不会执行任何代码，这时，lua就进行了优化，只有当lua在这个块里生成代码的时候，也就是在luaK_code()函数里，调用dischargejpc()，将保存在fs->jpc里的指令修改为跳到这个地方。基本的跳转原理就是这样的了。明白了这些后，再来看复杂条件的跳转是怎么实现的。也就是，在编译期间并不知道条件的结果，到底是真还是假，也就是说，要到运行期间才知道到底要不要跳转。假设我们现在研究这个例子：例：if a > b then end 这里，就要回到cond()函数里了。看cond()函数是怎么处理a > b这种运行时才能出结果的情况。首先，cond()会通过调用simpleexp()读取a，然后会读取下一个操作符，发现是>，这个时候，还不能生成代码，因为这里关系到一个操作符优先级的问题，要接着读取后面的操作符，先把优先级高的操作符处理后，才能处理低优先级的操作符，所以，这里就会进行递归读取。在此之前，还有一个问题，那就是，以逻辑操作符连接的式子，比如：AND，OR等，这些操作符的话，其实前面就是一个式子，比如AND，如果是 a AND b，如果a错的话，后面的就不用测试了，如果a 对的话，还要继续测试b，所以，在这里，要为 a生成一个测试及跳转的语句，这里就用到一个函数jumponcond()。这个函数是怎么实现的呢？这个函数其实是通过调用condjump()实现的。具体来说，很简单，condjump()生成了2个指令，第一条指令是判断指令：OP_TEST或者OP_TESTSET，第二条指令是OP_JUMP，也就是说，如果测试的结果是FALSE，那么，OP_TEST不做任何事情，继续执行，那么就会执行到OP_JUMP指令了，也就是FALSE的时候不执行if块，直接跳转，如果测试成功了呢，OP_TEST会执行跳过下一条指令的操作，也就是跳过了OP_JUMP，继续执行if块。这就是条件跳转的基本实现原理。

现在回到simpleexp()中来，继续我们的例子：a > b。当读取了>好，会先用luaK_infix()函数进行逻辑AND，OR这两个逻辑运算的代码生成。在这个例子中，没有逻辑运算，于是，lua会继续。这个时候，像前面所说的，要进行操作符优先级的运算，于是，进行递归simpleexp()这个函数，在递归的时候，发现后面只有一个b，那么，就会读取b ，然后，就进入关键的地方了，luaK_posfix()函数。这个函数会根据操作符的不同，生成操作指令，比如我们现在的>，就会通过codecomp()函数，生成OP_LT指令。这个OP_LT指令的执行其实进行了优化，也就是说，如果测试结果为FALSE的话，也就是不通过，理论上是要进入下一条指令跳转的，在执行期间，这两条指令会在一个指令周期里执行，如果测试不通过，直接从下一条跳转指令中取出要跳转的位置，然后跳转到那里。如果测试成功的话，就会跳过下一天条跳转指令，进入if块。这就是条件跳转代码编译的过程。 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「haxixi_keli」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接：https://blog.csdn.net/haxixi_keli/article/details/3224731

第2章 关于条件编译

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