# 探索Lua5.2内部实现:虚拟机指令(3) Upvalues & Globals 在编译期,如果要访问变量a时,会依照以下的顺序决定变量a的类型: 1. a是当前函数的local变量 2. a是外层函数的local变量,那么a是当前函数的upvalue 3. a是全局变量 local变量本身就存在于当前的register中,所有的指令都可以直接使用它的id来访问。而对于upvalue,lua则有专门的指令负责获取和设置。 全局变量在lua5.1中也是使用专门的指令,而5.2对这一点做了改变。Lua5.2种没有专门针对全局变量的指令,而是把全局表放到最外层函数的名字为"_ENV"的upvalue中。对于全局变量a,相当于编译期帮你改成了_ENV.a来进行访问。 | name | args | desc | |---|---|---| | OP_GETUPVAL | A B C | R(A) := UpValue[B] | | OP_SETUPVAL | A B | UpValue[B] := R(A) | | OP_GETTABUP | A B C | R(A) := UpValue[B][RK(C)] | | OP_SETTABUP | A B C | UpValue[A][RK(B)] := RK(C) | GETUPVAL将B为索引的upvalue的值装载到A寄存器中。SETUPVAL将A寄存器的值保存到B为索引的upvalue中。 GETTABUP将B为索引的upvalue当作一个table,并将C做为索引的寄存器或者常量当作key获取的值放入寄存器A。SETTABUP将A为索引的upvalue当作一个table,将C寄存器或者常量的值以B寄存器或常量为key,存入table。 ~~~ local u = 0;   function f()        local l;       u = 1;        l = u;       g = 1;       l = g;   end   ~~~ ~~~ main  (4 instructions at 0x80048eb0)   0+ params, 2 slots, 1 upvalue, 1 local, 2 constants, 1 function       1   [1] LOADK       0 -1    ; 0       2   [8] CLOSURE     1 0 ; 0x80049140       3   [2] SETTABUP    0 -2 1  ; _ENV "f"       4   [8] RETURN      0 1   constants (2) for 0x80048eb0:       1   0       2   "f"   locals (1) for 0x80048eb0:       0   u   2   5   upvalues (1) for 0x80048eb0:       0   _ENV    1   0      function  (7 instructions at 0x80049140)   0 params, 2 slots, 2 upvalues, 1 local, 2 constants, 0 functions       1   [3] LOADNIL     0 0       2   [4] LOADK       1 -1    ; 1       3   [4] SETUPVAL    1 0 ; u       4   [5] GETUPVAL    0 0 ; u       5   [6] SETTABUP    1 -2 -1 ; _ENV "g" 1       6   [7] GETTABUP    0 1 -2  ; _ENV "g"       7   [8] RETURN      0 1   constants (2) for 0x80049140:       1   1       2   "g"   locals (1) for 0x80049140:       0   l   2   8   upvalues (2) for 0x80049140:       0   u   1   0       1   _ENV    0   0     ~~~ 上面的代码片段生成一个主函数和一个内嵌函数。根据前面说到的变量规则,在内嵌函数中,l是local变量,u是upvalue,g由于既不是local变量,也不是upvalue,当作全局变量处理。我们先来看内嵌函数,生成的指令从17行开始。 第17行的LOADNIL前面已经讲过,为local变量赋值。下面的LOADK和SETUPVAL组合,完成了u = 1。因为1是一个常量,存在于常量表中,而lua没有常量与upvalue的直接操作指令,所以需要先把常量1装在到临时寄存器1种,然后将寄存器1的值赋给upvalue 0,也就是u。第20行的GETUPVAL将upvalue u赋给local变量l。第21行开始的SETTABUP和GETTABUP就是前面提到的对全局变量的处理了。g=1被转化为_ENV.g=1。_ENV是系统预先设置在主函数中的upvalue,所以对于全局变量g的访问被转化成对upvalue[_ENV][g]的访问。SETTABUP将upvalue 1(_ENV代表的upvalue)作为一个table,将常量表2(常量"g")作为key的值设置为常量表1(常量1);GETTABUP则是将upvalue 1作为table,将常量表2为key的值赋给寄存器0(local l)。